包含任意磁场的二维恒星演化代码 II. 精度改进及湍流与自转的纳入

在本系列的第二篇论文中，我们追求两个目标。首先，为了使代码对小效应更敏感，我们移除了论文I中做出的许多近似。其次，我们在二维框架中纳入了湍流和自转。恒星平衡通过一组五个微分方程来描述，并引入了一个新的因变量，即径向引力的扰动，这是在求解泊松方程时考虑非径向效应时发现的；遵循第一篇论文的方案，我们以使得二维效应易于分离的方式写出方程。本系列引入的关键概念是等势面。我们利用潜在的因果关系，发展了一个递推关系，用于计算均匀自转、较差自转、类自转环向磁场和湍流下的等势面函数。我们还开发了一个更精确的代码，基于等势面计算来数值求解二维恒星结构和演化方程。我们已经证明，通过适当选择收敛准则，利用这一公式可以达到观测所需的精度。给出了几个例子来表明该方法运行良好。由于我们感兴趣的是模拟发电机型磁场对太阳详细包层结构和整体性质的影响，该代码已针对短时间尺度现象（低至1年）进行了优化。到目前为止，代码的时间依赖性仅针对解决此类问题进行了测试。