Amplification of magnetic fields by dynamo action in Gaussian-correlated helical turbulence
本文研究了具有非零动力螺旋度的湍流中运动发电机作用放大的磁场的增长和结构。我们假设一个简单的高斯速度相关张量，这使我们能够考虑非常大的磁雷诺数，高达一万亿。我们使用运动学Kazantsev-Kraichnan模型的发电机，并找到一个完整的数值解的关联函数的增长磁场。
2008-10-16 astro-ph
The Integral Equation Method for a Steady Kinematic Dynamo Problem
除了少数例外，宇宙和实验室磁流体发电机的数值模拟已经在微分方程方法的框架内进行。然而，众所周知，积分方程方法为物理学其他领域的许多问题的数值解提供了强大而精确的工具。本文的目的是方便使用积分方程求解器在发电机理论。具体地说，采用积分方程法求解了具有球对称各向同性螺旋湍流参数α的磁流体发电机模型的本征值问题。三个例子的函数α（r）与稳定和振荡的解决方案被认为是。收敛速度与网格点数的平方成反比。在此基础上，提出了一种加速收敛策略，显著提高了收敛速度。通常，使用几十个网格点就可以获得相当精确的结果。为了证明该方法适用于处理非球形区域中的发电机，我们还将其应用于矩形盒中的α ^2发电机。第一特征值的磁场和电势被可视化。
2003-12-19 astro-ph
Nonlinear States of the Screw Dynamo
研究了同轴圆柱间螺旋Couette流的自激磁场。我们数值求解完全非线性，三维磁流体动力学方程的磁普朗特数Pm（运动粘度磁扩散率的比率）之间的0.14和10和运动和磁雷诺数高达约2000。在磁场指数增长的初始阶段（运动发电机区），当磁场分布的径向宽度δr_B$小于磁场最大值与流动边界的距离时，发电机区从一个明显的区切换到另一个明显的区。磁场增长的饱和是由于速度剪切的减少，主要是由于洛伦兹力的方位角和轴向平均部分，这与极限Pm<<1的渐近结果一致。在所考虑的参数范围内，磁能随运动雷诺数Re^{-0.84}而减小，这与非线性渐近理论（\sim Re^{-1}）的预测近似。然而，当速度场由体积力（而不是由粘性应力）维持时，磁能对运动学雷诺数的依赖性要弱得多。
2002-03-04 astro-ph
Magnetized Turbulent Dynamo in Protogalaxies
关于宇宙磁场起源的流行理论认为，它们是被原银河系和银河系介质中的湍流发电机感应作用放大到现在的值的。目前，在湍流发电机的计算中，通常假定只要磁场能量小于湍流动能，就不存在磁场对湍流的反作用。这个假设导致了运动发电机理论。然而，运动发电机理论对原星系的适用性相当有限。原因是在原星系中，温度非常高，粘度主要由离子决定。随着磁场强度随时间增长，离子回旋时间变得比离子碰撞时间短，并且等离子体变得强磁化。结果，离子粘度变为布拉金斯基粘度。因此，在原星系中，反反应的发生要早得多，其场强比能量均分场强低得多，湍流发电机就变成了我们所说的磁化湍流发电机。本论文的目的是为磁化湍流发电机的研究奠定理论基础。特别是，我们预测，在磁化发电机理论的磁能增长率是高达10倍以上的运动发电机理论。我们还简要地讨论了如何布拉金斯基粘度可以帮助发展后的能量均分时间的磁能的逆级联。
2001-10-03 astro-ph
Kinematic solar dynamo models with a deep meridional flow
我们建立了两个不同的太阳发电机模型来验证Nandy & Choudhuri（2002）提出的深纬向流可以将太阳黑子的出现限制在45度以下的假设。在第一个，一个单一的多方近似的密度分布，辐射和对流区。在第二种方法中，使用两种多边形来区分两个区域Pinzon & Calvo-Mozo（2001）。两种模型均采用Dikpati & Charbonneau（1999）提出的磁浮力机制。实际上，我们已经得到，深纬向流将环形磁场的最大值推向太阳赤道，但与Nandy & Choudhuri（2002）相反，第二个最大磁场区仍然在两极。第二个模型，虽然与Bahcall，Pinsonneault & Wasserbug（1995）; Bahcall，Pinsonneault & Basu（2001）的太阳标准模型非常相似，但给出的太阳周期比观测到的长三倍。
2004-02-04 astro-ph
Ambivalent effects of added layers on steady kinematic dynamos in cylindrical geometry: application to the VKS experiment
“冯卡门钠”（VKS）实验的目的是研究高度湍流和无约束流中的磁流体发电机效应。为了使临界磁雷诺数和所需的电机功率最小化，人们在平均流和侧边界条件的优化上做了大量的工作。本文的主要重点在于“盖层”的作用，即叶轮和圆柱体端壁之间的液体钠层。首先，我们研究的分析测试流程，盖层可以有矛盾的效果上的发电机的效率。临界磁雷诺数显示了一个平坦的最小值为一个小的盖层厚度，但增加较厚的层。对于实际的VKS几何形状，它表明，静态盖层产生的临界磁雷诺数约12%.A更显着的增加100，直到150%的临界磁雷诺数的适度增加可以发生时，考虑到在这些层中的一些旋转流。这个问题的可能的解决方案进行了讨论，为真正的发电机设施。
2006-02-21 astro-ph physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Quasi-geostrophic kinematic dynamos at low magnetic Prandtl number
快速旋转的球形运动发电机的计算使用相结合的准地转（QG）模型的速度场和一个经典的频谱三维代码的磁场。一方面，QG流是在赤道平面上计算的，对应于由差动旋转产生的地转内部剪切层的Rossby波不稳定性。另一方面，感应方程是在沿旋转轴的QG流的延续之后在全球中计算的。微分旋转和Rossby波传播是发电机过程的关键成分，可以用$αΩ$发电机来解释。考虑到准地转的速度场，以增加其时间和空间分辨率，使我们能够展示数值发电机具有非常低的埃克曼（快速旋转）和普朗特数（液态金属），这是渐近相关的模型行星核心发电机。
2004-10-19 astro-ph physics.class-ph physics.geo-ph
Phenomenology of turbulent dynamo growth and saturation
本文采用磁流体动力学湍流的非局域壳模型，数值研究了低磁普朗特数和高磁普朗特数（$Pm$）下的湍流发电机作用。在运动学制度和沿发电机饱和的方式获得的结果被理解的基础上的本地（$Pm\ll 1$）或非本地（$Pm\gg 1$）性质的能量转移的现象学方法。在这两种情况下，磁能都以小规模增长，并以逆"级联“的方式饱和。
2007-11-08 astro-ph
Magnetized Turbulent Dynamo in Protogalaxies
关于宇宙磁场起源的流行理论认为，它们是被原银河系和银河系介质中的湍流发电机感应作用放大到现在的值的。迄今为止，在湍流发电机的计算中，习惯上假定只要磁场的能量小于湍流的动能，就不存在磁场对湍流的反作用。这个假设导致了运动发电机理论。然而，这一理论对原星系的适用性是相当有限的。这是因为在原星系中，温度非常高，并且粘性由磁化离子主导。随着磁场强度随时间增长，离子回旋时间变得比离子碰撞时间短，并且等离子体变得强磁化。结果，离子粘度变为布拉金斯基粘度。因此，在原星系中，反反应的发生要早得多，其场强要比对应于场-湍流能量均分的场强低得多，湍流发电机就变成了我们所说的磁化湍流发电机。本文为磁化湍流发电机奠定了理论基础。特别是，我们预测，在磁化发电机理论的磁能增长率是高达10倍以上的运动发电机理论。我们还简要地讨论了如何布拉金斯基粘度可以帮助发展的逆级联的磁能后，达到能量均分。
2002-02-14 astro-ph
The New Mexico alpha-omega Dynamo Experiment: Modeling Astrophysical Dynamos
新墨西哥州采矿和技术研究所正在建造一个磁力发电机实验。该实验的目的是在实验室中演示阿尔法-欧米茄磁发电机，据信这种发电机在许多旋转和导电的天体中运行。实验采用两个不同角速度旋转的圆柱体之间的液体钠库埃特流来模拟欧米伽效应。阿尔法效应是由液体钠通过圆柱形容器端板上的一对孔驱动的上升和扩张射流产生的，大概是模拟天体浮力驱动的羽流。已构建发电机装置的水模拟，并已证明发电机所需的流量。运动发电机的数值模拟结果。对于期望的磁雷诺数R_m \sim 120，由ω效应产生的环向场被预测为B_n \simeq（R_m/2π）B_{poloidal} \simeq 20 \times B_{poloidal}。计算结果表明，发动机自激所需的临界喷流率为外筒每转4圈产生一对羽流。由于对材料强度和驱动功率的合理技术限制，发电机的自励似乎是可行的。
2001-12-25 astro-ph
Screw dynamo in a time-dependent pipe flow
本文研究了导电流体在具有导电壁的圆柱形周期管内流动的运动发电机问题。所使用的方法是一个稳定的政权的特征值分析，和三维的时间依赖的感应方程的解决方案。这里考虑的配置和参数接近计划在彼尔姆的发电机实验，它将使用一个环形通道。我们发现初始磁场的增长超过3个数量级。如果制动时间小于0.2s并且在通道中仅使用一个转向器，则可以获得显著的场增长。种子场的结构对场放大系数有很大的影响。通过向流体中添加铁磁颗粒以增加其相对磁导率，可以改善发电性能，但这对于发电机实验的成功来说不是必需的。对于较高的磁雷诺数，不同的磁模式的非平凡的演变限制了简单的“乐观”和“悲观”的估计值。
2003-08-27 astro-ph
Topology and existence of three-dimensional kinematic dynamos
计算了运动发电机流的流线磁结构的磁能的曲率和螺旋度拓扑界。通过求解三维流动的磁流体动力学方程，确定了细丝发电机的存在性，并利用该解确定了这些边界。结果表明，在零电阻率极限下，各向同性情况下，无源发电机总是存在的，然而，当考虑到Frenet标架不仅依赖于细丝长度参数s时，（各向异性情况）无源发电机结构的存在依赖于螺旋发电机情况下的曲率. Frenet曲率与forld和扭转扭转有关，这使我们能够有一个sretch，扭曲和折叠的方法来建立快速的灯丝发电机。Arnold定理的螺旋度界限的发散自由矢量场的能量是满足这些流线和常数取决于紧域$M C R^{2}$的大小，其中的矢量场的定义是确定的方面的尺寸的恒定横截面的细丝。结果表明，当磁场结构出现丝状放大而违反Arnold定理时，磁场在空间中衰减。
2007-03-17 astro-ph math-ph math.MP
Steady dynamos in finite domains: an integral equation approach
本文根据毕奥-萨伐尔定律，讨论了有限区域内稳态运动发电机模型的积分方程解法。明确地计算出了边界处电势的作用。作为一个例子，考虑了Krause和Steenbeck提出的简单球形$α$效应发电机模型的一个修正版本，其中的$α$系数不再是常数，而是可以随径向坐标而变化.特别是，原始模型的结果被重新推导。这种积分方程的方法在任意几何形状的发电机的数值模拟和“逆发电机理论”的可能应用进行了概述。
2000-01-31 astro-ph
A Taylor-Couette Dynamo
最近的实验表明，它是可能的研究一个基本的天体物理过程，如发电机行动在受控的实验室条件下使用简单的MHD流。在本文中，我们探讨的可能性，泰勒-库埃特流，已经提出作为吸积盘的磁旋转不稳定性的模型，可以维持产生的磁场。首先，通过求解运动发电机问题，确定了参数空间中磁场增长率较高的区域。其次，通过同时求解控制速度场和磁场的耦合非线性方程组，得到了一个自洽的非线性饱和发电机。
2002-07-25 astro-ph
Magnetic structures produced by the small-scale dynamo
波动发电机的行动已经获得了以前用于模拟流体湍流，其中的磁场参数的灵敏度的动能频谱可以探索的流动。我们应用定量形态学诊断，基于闵可夫斯基泛函，磁场产生的运动学波动发电机显示，磁结构主要是导电的，而不是片状的。我们的研究结果表明，不同的磁雷诺数的结构的厚度，宽度和长度的标度。
2007-09-19 astro-ph
Laminar Plasma Dynamos
一种利用流动的实验室等离子体的新型发电机已经确定。等离子体动能到磁能的转换是通过磁雷诺数超过210的运动发电机模拟来验证的。与本质上湍流的液体钠发电机相反，所提出的等离子体发电机对应于层流拓扑。在阿尔芬临界电离速度（CIV）量级的速度驱动下，中等等离子体参数（1-20 eV的温度，10^{19}-10 20} m^{-3}的密度，0.3-1.0 m的尺度长度）自洽地满足了磁场放大所需的条件。等离子体发电机的增长率得到数值与不同的几何形状和磁雷诺数。无磁场同轴等离子体枪可用于维持等离子体流和发电机。
2002-03-07 astro-ph
The Onset of Dissipation in the Kinematic Dynamo
磁发电机的运动状态忽略了磁场对流动的反作用。对于小的磁扩散率，在演化的早期阶段，有一个理想的阶段，耗散效应也可以忽略不计。我们估计的能量耗散项（欧姆加热）的大小，考虑到混沌流的微分约束。我们发现，理想的进化周期大约是没有约束的估计的两倍。螺旋度生成项指数地小于能量耗散，使得在任何螺旋度可以被创建之前大量的能量被耗散。螺旋度流指数大于净螺旋度生成。这些限制也导致了磁场的奇异初始条件的存在，从而可能产生相当大的螺旋度。
2002-09-20 astro-ph nlin.CD physics.plasm-ph
Kinematic alpha effect in isotropic turbulence simulations
使用数值模拟在中等磁雷诺数高达220，它表明，在运动学制度，各向同性螺旋湍流导致α效应和湍流扩散率，其值是独立的磁雷诺数，$\Rm$，提供$\Rm$超过统一。这些湍流系数也与一阶平滑近似的预期一致。对于小的$\Rm$值，α和湍流扩散率与$\Rm$成比例。在有限的时间间隔有意义的值的α和湍流扩散率，可以得到即使是小规模的发电机行动，产生强烈的磁场波动。这表明，小规模的发电机产生的领域不作出相关的贡献，平均电动势。
2007-11-23 astro-ph
Dynamo action in late-type giants
最近的数值MHD模拟表明，磁活动可能发生在晚型巨星。用高阶“GARCHCODE”对一颗恒星参数与参宿四相当的红超巨星进行了三维建模。发现了线性运动学和非线性饱和发电机作用，非线性磁场在超均分值处饱和，而在线性区域发现了两种不同的发电机作用模式.晚型巨星的磁活动，如果存在的话，可能影响尘埃和风的形成，并可能导致这些恒星的外层大气加热.
2004-09-08 astro-ph
Recent Developments in Magnetic Dynamo Theory
讨论了磁发电机理论中的一些最新结果和未决问题。强调了强迫湍流中小尺度和平均场发电机（MFD）作用的区别。尽管MFD很有用，但它一直存在争议。这部分是由于担心它需要螺旋强迫湍流，但主要是因为简单的“教科书”处理是运动学和线性的。增长的磁场的非线性反作用已被怀疑过早地淬灭MFD作用。为了解决这一争议，我们必须首先了解那些可以数值模拟的非线性MFD。最近，在这方面取得了进展。对于简单的MFD在封闭系统中，动态淬火模型，将小尺度和大尺度之间的磁螺旋度转移同意相当不错的完全3-D数值周期箱模拟。未解决的问题，如淬火的湍流扩散和额外的物理需要将这些结果应用到实际系统中也进行了讨论。以下总结了在描述最简单的MFD中平均场磁能增长的概念进展：对于封闭的湍流，非线性平均场发电机首先是快速的和运动的，然后是缓慢的和动态的，磁螺旋度转移使其如此。
2002-05-26 astro-ph
Spectra and Growth Rates of Fluctuating Magnetic Fields in the Kinematic Dynamo Theory with Large Magnetic Prandtl Numbers
银河系存在一个微弱的磁场，这一点已被观测数据反复证实。这个领域的起源还没有被解释在一个完全令人满意的方式，代表了天体物理发电机理论的主要挑战之一。在银河发电机理论和原始起源理论中，小尺度磁涨落都是主要的影响因素。本文致力于建立一个系统的小尺度场的二阶统计理论。这些领域的统计研究的运动学近似和大普朗特数的情况下，这是相关的银河系和原银河系等离子体。平流速度场被假定为高斯和短时相关。对这种运动学发电机模型的理论理解是任何有前景的非线性发电机理论的必要前提。该理论是为任意程度的可压缩性和正式的d维，它概括了以前已知的结果，elancing的解决方案的结构，并揭示了一些新的效果。的磁能谱进行了研究，因为它们的增长和扩展的规模在初始阶段的字段放大。得到了精确的格林函数解。谱理论的补充研究磁场关联函数的配置空间，发电机问题可以映射到一个特定的一维量子力学问题。后一种方法是最适合的运动发电机在长时间限制的描述，即当磁激励已蔓延到所有规模存在于系统中。提出了一种计算长时间内磁场增长率的简单方法。
2002-03-05 astro-ph cond-mat.soft nlin.CD
How magnetic helicity ejection helps large scale dynamos
越来越多的证据表明，从太阳表面喷射的磁螺旋度对太阳发电机很重要。观测表明，在北半球的磁螺旋度通量是负的。我们建议，这种磁螺旋度通量主要是由于小尺度磁场，在11年周期，其螺旋度通量可能是相反的符号，并可能被排除在观测解释更系统的大尺度场相反。使用理想化的模拟MHD湍流以及一个简单的双尺度模型，我们表明，脱落的小尺度（螺旋）场有两个重要的影响。(i)大尺度场的强度达到了观测水平。(ii)大尺度场的演化在比电阻时间尺度更短的时间尺度上进行，否则将由磁螺旋度守恒来强制执行。换句话说，这些损失确保了太阳能发电机始终处于近运动状态。然而，这要求小尺度与大尺度损失的比率不能太小，否则近运动学状态下的大尺度场将达不到观测值。
2003-05-20 astro-ph
Evolution of magnetic field curvature in the Kulsrud-Anderson dynamo theory
我们发现，在运动学极限下，高导电等离子体中的湍流运动使磁场线曲率的系综平均平方随时间呈指数放大。同时，系综平均曲率向量指数衰减到零。因此，与初始条件无关，涨落场变得非常弯曲，曲率矢量变得高度各向同性。关键词：ISM：磁场，MHD，湍流，方法：分析
2001-04-30 astro-ph
Kinematic Dynamos using Constrained Transport with High Order Godunov Schemes and Adaptive Mesh Refinement
我们建议扩展著名的MUSCL-汉考克计划的欧拉方程的感应方程建模的磁场演变的运动发电机问题。该计划是基于一个积分形式的基本守恒定律，在我们的制定，导致在一个“有限表面”计划的感应方程。这自然导致众所周知的"约束传输“方法，对磁场表示有附加的连续性要求。MUSCL方案中的第二个要素是预测步骤，其确保在空间和时间上的二阶精度。我们探讨了具体的约束条件，感应方程的数学性质放置在这个预测步骤，显示三种可能的变体可以考虑。我们发现，最积极的配方（称为C-MUSCL和U-MUSCL）达到相同的精度水平，作为其他一个（称为龙格库塔），在较低的计算成本。更有趣的是，这两种方案与自适应网格细化（AMR）框架兼容。它已在AMR代码RAMSES中实现。它提供了一种新颖的和有效的实现的二阶格式的感应方程。我们已经通过解决两个低扩散极限的运动发电机问题进行了测试。该方案的感应方程的建设构成了一个步骤，解决整个MHD方程组使用我们目前的方法的扩展。
2006-01-31 astro-ph physics.comp-ph
A Magnetic Betelgeuse? Numerical Simulations of Non-linear Dynamo Action
参宿四是一个冷的超巨星的例子，显示亮度波动和不规则的表面结构。Freytag等人（2002）对恒星对流包层的模拟显示，恒星光度的波动可能是由巨胞对流引起的。关于参宿四和超巨星的性质的一个相关问题是，这些恒星是否可能是磁活跃的。如果是这样的话，这反过来也可能导致它们的可变性。通过进行详细的数值模拟，我发现，线性运动和非线性发电机的行动是可能的，非线性磁场饱和值略低于均分：在线性政权有两种模式的发电机行动。
2003-10-09 astro-ph
Kinematic dynamo action in a sphere: Effects of periodic time-dependent flows on solutions with axial dipole symmetry
选择一个简单的类的流量，与特性，可能存在于地球的核心，我们研究的能力，以产生一个磁场时，允许流动的时间周期性振荡。流动特性参数化为D，代表旋转差，M，纬向环流，和C，对流卷的一个组成部分。发电机动作对这些流动参数敏感，并且在磁通量集中到小区域的大部分参数空间中异常地失效。通过在时间上改变流动参数来引入流动的振荡，从而在空间（D，M）中定义闭合轨道。时间依赖性似乎平滑通量浓度，往往增强发电机的行动。然而，当相反符号的通量集中发生在一起时，由于平滑通过抵消而破坏通量，发电机的作用可能会受到损害。通过使轨道偏离到定常流产生振荡场的区域，有可能产生地磁型反转。然而，在这种情况下，发电机的行动没有被发现是增强的时间依赖性。采用一种新的方法来解决时变特征值问题，其中通过将Floquet理论与无矩阵Krylov子空间方法相结合，我们避免了存储标准方法所需的矩阵所需的大内存要求。
2004-09-28 astro-ph physics.geo-ph physics.plasm-ph
The effects of flux transport on interface dynamos
界面发电机的运行（如对太阳和其他具有对流包层的恒星所建议的那样）关键地依赖于两个空间上不相交的生成区域之间的磁通量的有效传输。在最简单的模型中，两个区域之间的通信仅通过扩散来实现。在这里，我们将一个高度简化的各向异性传输机制，以模拟磁泵和磁浮力的通量输送的净效应。我们调查的影响，这种机制的效率的运动发电机行动。结果表明，磁通输运对发电机效率的影响取决于磁通输运的空间分布。通常，运输阻碍发电机作用的开始，并增加发电机波的频率。然而，在某些情况下，存在一个优选的运输量，发电机的作用是最有效的。此外，我们证明了施加边界条件的重要性，得出结论的作用，运输。
2008-12-01 astro-ph
Dynamic nonlinearity in large scale dynamos with shear
我们用总磁螺度演化方程补充了平均场发电机增长方程。这为发电机理论中的α猝灭提供了一个明确的时间依赖模型。对于没有剪切的发电机，这种方法解释了在数值模拟中观察到的大尺度场增长和饱和。在一个显著的运动学阶段之后，发电机被连续地熄灭，即饱和时间取决于微观电阻率。这与湍流扩散系数是否被连续淬灭无关。我们发现，该方法也是成功的发电机，包括剪切和展览迁移波（周期）。然而，在这种情况下，在大的磁雷诺数的动态时间尺度的顺序的周期是否仍然取决于如何湍流磁扩散率淬火。由于这不受磁螺旋度守恒的约束，扩散率目前是一个输入参数。目前的数值实验比较表明，湍流扩散系数，仅弱依赖于磁雷诺数，但需要更高的分辨率模拟。
2002-07-02 astro-ph
Magnetic Flux Expulsion in the Powerful Superbubble Explosions and the Alpha-Omega Dynamo
考虑了超级气泡（SB）爆炸时星系中的磁通量被驱逐的可能性，这对阿尔法-欧米茄发电机是很重要的。特别强调的是放在调查的物质从顶部的SB爆炸形成的壳，这是能够影响壳的运动学。结果表明，无论是银河系引力或发展的瑞利-泰勒不稳定性的壳限制SB膨胀，从而使不可能的磁通量驱逐。考虑了壳层中的宇宙射线对滑动的影响，结果表明，与银河引力相比，宇宙射线对滑动的影响可以忽略不计。因此，阿尔法-欧米茄发电机中磁通排出的可能机制问题仍然悬而未决。
2000-04-06 astro-ph
Magnetic activity in late-type giant stars: Numerical MHD simulations of non-linear dynamo action in Betelgeuse
从数值磁流体动力学模拟的证据存在的磁活动在晚型巨星。一颗恒星参数与参宿四（猎户座α星）相似的红超巨星被模拟为一个“盒子中的恒星”，并采用高阶“B-S码”。线性运动学和非线性饱和发电机行动发现：非线性磁场在超均分值处饱和（大于均分的系数2，产生强度为500高斯量级的表面场），而在线性区，发现了两种不同的发电机作用模式。型巨星可能会影响尘埃和风的形成，并可能导致这些恒星的外层大气加热。
2004-03-13 astro-ph
Nonhelical mean-field dynamos in a sheared turbulence
讨论了具有大尺度剪切的均匀湍流中的非螺旋大尺度发电机（剪切流发电机和具有零平均的均匀动力学螺旋度起伏的影响）的机制。我们发现，剪切流发电机甚至可以在小雷诺数的随机流中起作用。然而，在这种情况下，平均场发电机需要小的磁普朗特数（即，${\rm Pm} < {\rm Pm}^{\rm cr}<1$）。磁性普朗特数的阈值${\rm Pm}^{\rm cr} = 0.24$是使用二阶相关近似（或一阶平滑近似）来确定的，用于具有尺度依赖粘性相关时间$τ_c=(νk^2)^{-1}$的背景随机流（其中$ν$是流体的运动粘度，$k$是波数）。对于具有大雷诺数的湍流，对于任意的磁普朗特数都出现剪切电流发电机。这种发电机效应代表了在具有大尺度剪切的广泛类别的天体物理湍流系统中产生大尺度磁场的非常通用的机制。另一方面，由于剪切湍流中均匀动力学螺旋度波动单独产生的平均场发电机对于广泛的一类天体物理系统是不现实的，因为它需要动力学螺旋度波动的非常特定的随机强迫，例如，低频振荡
2008-07-02 astro-ph
Stochastic Analysis of Subcritical Amplification of Magnetic Energy in a Turbulent Dynamo
我们提出并分析了一个简化的随机$αΩ-$发电机模型，该模型被设计用于评估加性和乘性噪声、发电机方程的非正态性、$α-$ %效应和湍流扩散率的非线性对亚临界情况下大尺度磁场产生的影响。我们的模型采用随机波动的$α-$参数和附加噪声所产生的小尺度波动的磁场和湍流速度场。我们发现，噪声效应以及非常态可以导致随机放大的磁场，即使在亚临界的情况下。建立了运动学早期随机不稳定性的判据，找到了$α-$涨落引起的乘性噪声强度的临界值，得到了非线性随机微分方程的数值解，并找到了由$α-$参数的随机涨落引起的一系列相变.
2004-05-01 astro-ph
History and results of the Riga dynamo experiments
1999年11月11日，在里加液体钠发电机实验中首次检测到自激磁本征场。我们报告的历史悠久，导致这一事件，并在随后的实验活动，提供了丰富的数据的运动学和饱和制度，这个发电机。这两个制度的理论理解的现状划定，并与其他实验室发电机实验进行了一些比较。
2008-07-02 astro-ph physics.flu-dyn
Finite-Correlation-Time Effects in the Kinematic Dynamo Problem
关于湍流对小尺度磁起伏运动学放大的理论研究，大多局限于类白噪声平流湍流速度场模型。在这项工作中，被动磁场在扩散自由制度的统计被认为是平流流动的情况下，有限时间相关。一种新的方法，允许一个系统地构建的相关时间展开的统计特性的字段。只要速度相关时间小于磁涨落的特征增长时间，这种展开式就成立。这种膨胀进行到一阶的d维任意可压缩平流的一般情况下。导出了磁场各阶矩的增长率。一阶修正的效果是降低这些增长率。结果表明，引入一个有限的相关时间导致损失的小尺度的统计普遍性，这是目前在极限的δ相关速度场。也就是说，速度时间相关剖面的形状和流动的大尺度空间结构变得重要。后者是一个新的效果，这意味着，特别是，局部线性剪切流的近似不完全捕获的非零相关时间的效果。这一理论的物理应用包括星际介质和原星系等离子体中的小尺度运动发电机。
2001-10-24 astro-ph nlin.CD physics.plasm-ph
Magnetic dynamo action in astrophysical turbulence
本文在Kazantsev Kraichnan模型的框架下研究了湍流速度涨落放大的磁场的结构。我们考虑Kolmogorov分布的速度波动，并假设雷诺数和磁雷诺数都很大。我们提出了完整的数值解的模型的光谱和增长率的磁波动。我们认为天体物理相关的限制大，小磁普朗特数，并解决螺旋和非螺旋的情况下。
2009-04-11 astro-ph physics.flu-dyn physics.plasm-ph
A New Dynamical Mean-Field Dynamo Theory and Closure Approach
我们发展了一个新的非线性平均场发电机理论，耦合场的增长的时间演变的磁螺旋度和湍流电动势，$\emfb$。我们表明，动力学和电流螺旋度之间的差异自然出现的增长驱动程序时，时间导数的$\emfb$耦合到理论。该解决方案预测显着的磁场增长的运动学阶段和饱和率/强度，是磁雷诺数依赖/独立的数值模拟协议。早期振荡的振幅为闭合提供了诊断。
2002-10-23 astro-ph physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Structure of Small-Scale Magnetic Fields in the Kinematic Dynamo Theory
嵌入湍流导电介质中的弱涨落磁场在特征尺度衰减的同时呈指数增长。在ISM和原星系等离子体中，磁Pr非常大，因此在亚粘性尺度上激发了广泛的磁涨落。我们研究的统计相关性，成立的字段模式，并表明磁场线具有折叠结构，其中大部分的规模减少是由于快速的横向场方向反转，而沿本身的字段变化的规模保持近似恒定。具体地说，我们发现，场强和场线曲率是相关的，和曲率具有固定的限制分布与散装位于曲率值相媲美的特征波数的速度场和功率尾部延伸到大的曲率值。因此，大曲率区域只占系统总体积的一小部分。我们的理论结果证实了直接数值模拟。折叠效应的含义是，当磁能接近最小湍流涡旋的磁能时，洛伦兹反反应发生。我们的结果也直接适用于随机流中物质线的统计几何问题。
2001-12-20 astro-ph cond-mat.soft nlin.CD
Magnetic dynamo action in helical turbulence
在运动学Kazantsev Kraichnan模型的框架下，研究了螺旋度非零的湍流速度场中的磁场放大。我们提出的数值解模型的实际重要的情况下，柯尔莫哥洛夫分布的速度波动，具有较大的磁雷诺数。我们发现，在非螺旋的情况下，增长的磁场描述的几个绑定本征模集中在惯性间隔内的速度场，在螺旋的情况下，绑定本征模的数量大大增加，而且，新的未绑定本征模出现。束缚和非束缚本征模都对大尺度磁场有贡献。这表明，一个大规模的发电机行动，它只捕捉未绑定模式的传统阿尔法模型的适用性有限。
2007-12-13 astro-ph physics.flu-dyn physics.plasm-ph
