A Unified treatment of small and large- scale dynamos in helical turbulence
螺旋湍流被认为是产生大尺度磁场的关键。湍流通常也会导致与湍流尺度相关的小尺度磁场快速增长。这两个过程通常是分开研究的。在这里，我们给这两个过程的统一处理，在随机场的情况下，还纳入了一个简单的模型非线性漂移。在这个过程中，我们发现了一个有趣的似是而非的饱和状态的小规模发电机和量子力学（QM）隧穿和大规模领域的产生之间的一个新的类比。结合小/大规模发电机的稳态问题，映射到一个零能量，QM潜在的问题，但潜在的，为非零的平均螺旋度，允许隧道的束缚态。由小尺度发电机产生的场可以“隧道”产生大尺度的相关性，在稳定状态下，对应于无力的“平均”场。
1999-08-25 astro-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
Fast Zonal Field Dynamo in Collisionless Kinetic Alfven Wave Turbulence
论证了无碰撞动力学阿尔芬波湍流产生快速发电机作用的可能性。电子朗道阻尼提供了锁定所产生的场所需的不可逆性，因此感应电场不会随电阻率而消失。的系统和这些结果的关系的理论的α淬火的自我调节机制进行了讨论。发电机产生的场具有类似于纬向流的对称性，因此称为纬向场。
2001-01-10 astro-ph physics.plasm-ph
Energy fluxes in helical magnetohydrodynamics and dynamo action
用微扰场论计算了螺旋磁流体动力学中的重整化粘度、重整化电阻率和各种能流。计算是一阶微扰。动力学和磁螺旋度不影响重整化参数，但它们会引起磁能的逆级联。大尺度磁场的来源是：（1）由非螺旋相互作用引起的从大尺度速度场到大尺度磁场的能流;（2）由螺旋相互作用引起的磁能的反向能流。基于我们的通量结果，我们构造了一个银河发电机的初步模型。我们的计算产生发电机的时间尺度为一个典型的星系是$10^8$年的顺序。我们的场论计算还表明，磁螺旋度的通量是向后的，与早期的观测结果的基础上的绝对平衡理论。
2004-04-25 astro-ph cond-mat nlin.CD
Sheared helical turbulence and the helicity constraint in large-scale dynamos
研究了剪切对螺旋湍流中大尺度磁场增长的影响。所产生的大尺度磁场也是螺旋形的，并且在小尺度场饱和之后，在缓慢的电阻时间尺度上继续演变。这是磁螺旋度守恒的结果。由于剪切，达到等强度大尺度场所需的时间尺度与所得环向大尺度场与极向大尺度场的比率成比例地缩短。
2000-12-11 astro-ph
Magnetic-field generation in helical turbulence
我们研究分析放大弱磁场在均匀和各向同性湍流缺乏反射对称性（螺旋湍流）。我们建议，可以发现的磁能和磁螺旋度的谱分布作为自伴，薛定谔型系统的演化方程的本征模。我们认为，大规模和小规模的磁波动不能有效地分离，传统的α模型是，在一般情况下，不是一个足够的描述大规模发电机机制。因此，对这种过程的正确数值模拟应该能够将磁波动分解到非常小的电阻尺度。
2005-12-14 astro-ph physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Influence of turbulence on the dynamo threshold
我们使用直接和随机的磁流体动力学方程的数值模拟，探讨湍流的发电机阈值的影响。在精神的Kraichnan-Kazantsev模型，我们模拟的湍流噪声，具有给定的振幅，注入规模和相关时间。向平均速度添加随机噪声显著地改变发电机阈值。当噪音很小的时候（大）规模，发电机阈值降低（分别地，增加）。对于大尺度噪声，有限的相关时间加强了这种效果。
2006-01-10 astro-ph physics.flu-dyn physics.geo-ph
Dynamical magnetic relaxation: A nonlinear magnetically driven dynamo
一个非线性的，时间相关的，磁驱动的发电机理论，它表明如何磁占主导地位的配置可以放松，成为螺旋的最大规模提供。求解了大尺度磁螺旋度、小尺度磁螺旋度、速度和电动势的耦合时变微分方程。小尺度上的磁螺旋度松弛，驱动显着的大尺度螺旋场增长的动力学（阿尔文交叉）的时间尺度上，独立于有限的微物理输运系数的大小，在此之后，不断增长的动力学螺旋度减缓增长到粘性有限的步伐。这种磁驱动发电机补充非线性动力学螺旋度驱动发电机;对于后者，不断增长的磁螺旋度波动抑制，而不是驱动，大规模的磁螺旋度增长。一个统一的方程组可以适用于这两种发电机。
2004-03-17 astro-ph physics.plasm-ph
Search for non-helical disc dynamos in simulations
非螺旋大尺度发电机行动的可能性进行了研究，使用三维模拟的全球吸积盘，以及理想化的本地模拟没有旋转，只有剪切。特别强调的是被放置在一定的涡度和方位角速度梯度之间的相关性，已被预测为驱动大规模发电机行动，独立的动力螺旋度的存在或不存在。在全球光盘模拟两种类型的行为被发现：那些不显示这种类型的速度相关性和那些不。前者通常也是电阻率较大的情况。后者显示出基于通常螺旋效应的发电机作用的典型迹象。在没有旋转和剪切的理想化模拟中，发现上述相关性特别强。在这两种情况下，正如预期的那样，有一个系统的磁通量的磁螺旋通过中平面。然而，很少的螺旋度通量离开域通过顶部和底部边界。理想化的模拟表明，这个系统的流量大部分来自旋转分量的螺旋度流量，并没有贡献其散度。
2001-06-29 astro-ph
Laboratory Plasma Dynamos, Astrophysical Dynamos, and Magnetic Helicity Evolution
“发电机”一词对实验室聚变等离子体和天体物理等离子体社区来说意味着不同的东西。为了减轻由此产生的混乱，并促进跨学科的进展，我们查明实验室等离子发电机和天体物理发电机之间的概念差异和相似之处。我们可以把发电机分为三种类型：1.磁主导的螺旋发电机，其维持大规模磁场抵抗电阻衰减，并将磁几何形状驱动到最低能量状态，2.流动驱动的螺旋发电机，其在另外的湍流中放大或维持大尺度磁场，以及3.流动驱动的非螺旋发电机，其在驱动湍流或低于驱动湍流的尺度上放大场。我们讨论如何所有三种类型发生在天体物理学，而等离子约束装置发电机是第一种类型。3型发电机不需要任何形式的磁性或动力学螺旋度。专注于类型1和2发电机，我们展示了如何不同的限制，一套统一的磁螺旋度演化方程揭示这两种类型。我们明确地描述了一个1型发电机的稳态例子，和三个2型发电机的例子：（i）封闭的体积和时间依赖;（ii）开放边界的稳态;（iii）开放边界的时间依赖。
2006-04-10 astro-ph physics.plasm-ph
Doubly Helical Coronal Ejections from Dynamos and their Role in Sustaining the Solar Cycle
关于太阳磁场的两个问题，一旦它们之间的联系被确定，就可能一起得到解答。第一个问题对大规模发电机理论很重要：是什么阻止了磁反作用力关闭发电机循环？第二个问题是：是什么决定了磁化日冕喷出物中扭曲和扭动的旋向性？磁螺旋度守恒对于回答这两个问题都很重要。守恒性意味着大尺度扭曲结构的发电机产生伴随着沿这些结构的相反符号的扭曲。后者与反作用力有关。我们认为，日冕物质抛射（CME）的同时解放小规模的扭曲和大规模的扭动相反的符号，有助于防止从淬火周期，使净磁通量的变化，在每个半球。观测和螺旋度谱测量从一个上升的通量带的模拟支持这一想法。我们展示了一个新的发电机通量生成的图片，其中包括反作用和磁螺旋度守恒的特点，作为一个2-D的丝带，而不是1-D线的字段。
2002-12-01 astro-ph
Toward Coupling Flow Driven and Magnetically Driven Dynamos
大多数天体物理旋转体的大尺度发电机研究集中在内部流驱动螺旋发电机（FDHD），但更大规模的日冕场最直接影响的观测。因此，了解日冕和内场之间的关系很重要。日冕场弛豫实际上是一种磁主导螺旋发电机（MDHD）。MDHD也发生在聚变等离子体装置中，其中它们响应于磁螺旋度注入而驱动系统朝向其松弛状态，否则磁螺旋度注入驱动系统远离该状态。因此，全球尺度的天体物理旋转和喷流场是由内部FDHD和日冕MDHD之间的直接耦合产生的，通过它们的相互边界通过磁螺旋度传输连接。跟踪磁螺旋度也阐明了FDHD和MDHD如何演变和饱和。磁螺旋度的实用性不受其非规范不变性的限制，因为物理场总是可以恢复的。
2007-07-26 astro-ph physics.plasm-ph
Dynamo Transition in Low-dimensional Models
描述了两个包含三个速度和三个磁模的低维磁流体动力学模型。其中一个模型（非螺旋模型）具有零的动能和电流螺旋度，而另一个模型（螺旋）具有非零的动能和电流螺旋度。在这两种模型中，速度模式都是强制的。这些低维模型表现出发电机过渡在一个关键的强迫振幅，取决于普朗特数。在非螺旋模型中，发电机只存在磁普朗特数超过1，而螺旋模型表现出发电机的所有磁普朗特数。虽然该模型是远离再现发电机机制的所有可能的功能，它的简单性允许一个非常详细的研究和观察到的发电机过渡承担最近的数值和实验结果的相似之处。
2008-01-17 astro-ph nlin.CD nlin.SI
Nonlinear behavior of a non-helical dynamo
本文描述了磁流体动力发电机特性的三维数值计算。发电机是机械强制与泰勒-格林类型的驱动项。磁场的发展遵循从可忽略的小水平到饱和值，发生在与动能相当的磁能。虽然有一个局部的螺旋度密度，但在系统中没有整体的综合螺旋度。在饱和状态下，对于不太大的机械雷诺数，观察到持续振荡，其中动能和磁能异相变化但没有磁场反转的振荡。在这种状态下，流型表现出相当大的几何结构。随着雷诺数的增加，振荡消失，能量变得更接近稳定，但保留一些非系统的波动湍流时间依赖性。场的规则几何结构让位于空间上更无序的分布。注入和耗散尺度被识别，并在傅立叶空间中的能量传递的不同组件进行了分析，特别是在澄清的背景下，由不同的流量尺度中所发挥的作用的放大的磁场。
2004-12-02 astro-ph
Turbulent Dynamos and Magnetic Helicity
它示出的湍流发电机$α$ -效应将磁螺旋度从湍流场的平均场时，湍流是电磁的，而平均场的磁螺旋度跨空间传输时，湍流是静电或由于电子抗磁效应。然而，在所有情况下，发电机效应严格地保持总螺旋度，除了电阻效应和小电池效应。天体物理的情况下，特别是太阳发电机的影响，进行了讨论。
2001-02-19 astro-ph physics.plasm-ph
Turbulent magnetic dynamo excitation at low magnetic Prandtl number
行星和恒星发电机可能是由于磁流体中的湍流运动，其运动粘度与磁扩散率相比很小。实验室正在进行实验，以在液态金属中产生类似的发电机。这项工作回顾了最近的计算阈值在临界磁雷诺数以上的发电机放大可以预期的机械强迫湍流（螺旋和非螺旋，短波长和长波长）作为一个功能的磁普朗特数$P_M$。螺旋强迫的新结果进行了讨论，其中发电机是在$P_M=5\times10^{-3}$。事实上，动力学湍流谱是更广泛的波数空间比磁谱导致的数值困难，这是由重叠的直接数值模拟和磁流体动力学湍流的亚网格模型相结合桥接。典型地，临界磁雷诺数随着磁普朗特数的减小而急剧增加，然后在至多几百的值处达到渐近平台。在湍流状态下，当磁雷诺数足够大时，小尺度和大尺度磁场都被激发。还讨论了流动中不同尺度之间的相互作用。
2005-12-06 astro-ph
Shear dynamo problem: Quasilinear kinematic theory
本文研究了线性剪切流中湍流引起的大尺度发电机效应。我们的处理是准线性的和运动的，但在剪切强度是非微扰的。利用剪切坐标变换和线性剪切流的伽利略不变性，导出了平均磁场演化的积分微分方程。对于非螺旋湍流，平均场的交叉切变分量的时间演化不依赖于除其自身外的任何其它分量。这对任何伽利略不变的速度场都是有效的，与其动力学无关。因此，剪切电流辅助发电机基本上是不存在的，虽然大规模的非螺旋发电机的行动不排除。
2009-04-13 astro-ph
Mean-field dynamo in a turbulence with shear and kinetic helicity fluctuations
本文用两种不同的方法研究了具有大尺度切变的湍流中动力学螺旋度起伏的影响：谱τ近似和二阶相关近似（或一阶光滑近似）。这两种方法表明，在剪切均匀湍流中，只有平均值为零的均匀动力学螺旋度波动不能引起大尺度发电机。当动力学螺旋度起伏不均匀时，平均场发电机是可能的，这会导致剪切湍流中的非零平均α效应。另一方面，即使在具有大尺度剪切的均匀非螺旋湍流中，剪切电流效应也能产生大尺度磁场。这种效应以前研究了大的流体动力学和磁雷诺数。在这项研究中，我们研究的剪切电流发电机所需的阈值与雷诺数。我们证明，没有必要为一个发达的惯性范围，以保持剪切电流发电机（例如，雷诺数的阈值为1）的数量级。
2008-03-07 astro-ph
Nonlinear shear-current dynamo and magnetic helicity transport in sheared turbulence
本文讨论了具有平均速度剪切的非螺旋均匀湍流中由于剪切流效应引起的非线性平均场发电机。考虑了磁螺旋度作为动力学非线性的输运。剪切电流效应与平均电动势中的${\bf W} {\bf \times} {\bf J}$项有关，其中${\bf W}$是由大尺度剪切运动引起的平均涡度，${\bf J}$是平均电流。这种效应导致在具有大流体动力学和磁雷诺数的湍流中产生大尺度磁场。由于剪切流效应的发电机作用取决于背景湍流的相关时间$τ(k)$的空间标度，其中$k$是波数。对于Kolmogorov标度，$τ(k) \propto k^{-2/3}$，发电机不稳定性发生，而当$τ(k) \propto k^{-2}$（小流体动力和磁雷诺数）时，在剪切非螺旋湍流中没有发电机作用。在发电机作用的非线性阶段，磁螺旋度通量强烈影响磁场动力学。考虑剪切电流效应的非线性平均场发电机方程的数值解表明，当磁螺旋度通量不小时，平均磁场的饱和水平是由湍流动能决定的均分场的量级。具有大尺度速度剪切的湍流是天体物理中的一个普遍现象，其结果对于阐明剪切湍流中大尺度磁场的起源具有重要意义。
2006-09-10 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
Polarized Cosmological Gravitational Waves from Primordial Helical Turbulence
我们证明了一阶相变过程中产生的螺旋湍流产生了圆偏振的宇宙引力波（GW）。对于相变模型的极端情况，这些GW的特征频率在$10^{-3}$ -$10^{-2}$ Hz附近，能量密度参数高达$10^{-12}$ - $10^{-11}$。简要讨论了检测的可能性。
2005-09-29 astro-ph gr-qc nlin.CD
Numerical experiments on dynamo action in sheared and rotating turbulence
对细长剪切盒中的强迫湍流进行了数值模拟，以证明非螺旋湍流与线性剪切结合可以产生平均场发电机。在大于湍流外尺度的尺度上，磁场呈指数增长，在剪切率S的两个数量级范围内，磁场的增长率与剪切率γ ~ S成正比，磁场的特征空间尺度为l_b ~ S^（-1/2）。其效果相当普遍：Yousef等人2008年（PRL 100，184501）对非旋转情况的早期结果被扩展到具有开普勒旋转的剪切盒;它还表明，剪切发电机机制在波动发电机的阈值以下和以上都起作用。剪切发电机效应的明显的一般性质使其成为一个有吸引力的研究对象，以了解天体物理系统中磁场的产生。
2008-08-25 astro-ph
Gravitational Radiation from Primordial Helical Turbulence
在目前的谈话中，我表明，在一阶相变过程中产生的原始螺旋湍流诱导圆偏振宇宙引力波（GW）。这些巨Ws的偏振度、特征频率和振幅依赖于原始湍流的相变模型。我提出一个简短的讨论的可能性检测。
2005-08-22 astro-ph
Astrophysical magnetic fields and nonlinear dynamo theory
回顾了当前对天体物理学磁场的认识，重点是湍流对磁场的产生和维持。在天体物理学的背景下，这种产生通常是由自激发电机解释的，它涉及到可以以指数速度放大弱“种子”磁场的流动。特别强调的是放在发电机的非线性饱和。分析和数值计算结果进行了讨论，无论是小规模的发电机，这是完全各向同性的，和大规模发电机，在某种形式的宇称打破是至关重要的。大尺度发电机讨论的中心是所谓的α效应，它解释了如果湍流缺乏镜像对称，即如果流动具有动力学螺旋度，平均场的产生。大规模发电机产生小规模的螺旋场作为一种废弃产物，它使大规模发电机熄灭，因此产生α效应。考虑到这一点，α效应的微观理论重新全面详细和最近的结果为螺旋磁场的损失进行审查。
2005-06-16 astro-ph
A galaxy dynamo by supernova-driven interstellar turbulence
超新星是驱动星际等离子体湍流的主要能量来源。直到最近，它们对盘状星系中磁场放大的影响仍然是一个猜测的问题。通过对超新星驱动的湍流的自洽模拟，我们发现在数亿年的时间尺度上，平均磁场呈指数放大。所观察到的快速发电机的鲁棒性检查在不同的磁雷诺数，我们发现持续发电机行动在中等Rm。这表明，该机制可能确实与真正的ISM有关。通过被动示踪场的检测，我们推断SNe产生的湍流α效应与准线性理论的预测是一致的。为了为全局平均场模型奠定基础，我们的目标是探索发电机张量相对于我们模拟的关键参数的缩放。在这里，我们给第一个帐户的变化与超新星的速度。
2008-12-21 astro-ph
From Small-Scale Dynamo to Isotropic MHD Turbulence
本文研究了无平均磁场、不可压缩、受迫、非螺旋、均匀、各向同性的MHD湍流问题。该问题与外部施加均匀平均场的情况有本质不同。在磁场和动能之间不存在阿尔芬波湍流那样的按尺度均分。各向同性MHD湍流是湍流发电机的终态，它产生具有小尺度方向反转的折叠场。我们建议，在各向同性MHD湍流的数值模拟中看到的统计数据可以解释为这些折叠场和Alfven-like波沿褶皱传播的叠加。
2004-12-01 astro-ph
Gravitational Radiation from Primordial Helical Inverse Cascade MHD Turbulence
本文研究了在电弱相变中由气泡碰撞产生的原始螺旋逆级联磁流体动力学（MHD）湍流产生的引力波。我们扩展了以前的研究\cite{kgr08}考虑目前讨论的MHD湍流模型。对于常用的电弱相变参数值，产生的引力波谱仅弱依赖于MHD湍流模型。与未磁化的电弱相变情况相比，磁流体动力学湍流产生的引力波的频谱峰值频率较低，振幅较大，并且可以被建议的激光干涉仪空间天线检测到
2009-04-26 astro-ph
Magnetism in the spiral galaxy NGC 6946: magnetic arms, depolarization rings, dynamo modes and helical fields
我们在3 - 21厘米的五个射电波段上观测了旋涡星系NGC 6946的总强度和线偏振。在内部气体旋臂的内边缘，有序的磁场只受到轻微的压缩，并沿着气体旋臂平稳地旋转，因此磁场不会受到冲击，很可能与温暖的扩散气体相连。在较大的半径，两个明亮的磁臂之间的光学臂是可见的偏振强度。北磁臂的磁场几乎完全对齐。法拉第旋转措施（RM）在这些武器是一致的叠加两个低方位角发电机模式。在外星系中发现了另外三个磁臂，位于HI臂之间。由于强烈的法拉第去极化，该星系对18厘米和20厘米的偏振波不透明。退极化相对于主轴的大尺度不对称性可能是大尺度螺旋场的另一个指示。在20 cm处观察到的三个几乎为零偏振的退偏振环可能是由NGC 6946中300-500 pc大小的HII复合体的微分法拉第旋转产生的。- 在气体/光学螺旋臂中，总（主要是湍流）磁场被放大到\simeq 20 \muG。它的能量密度比电离气体的能量密度大\simeq 10倍，并且与内星系中湍流气体运动的能量密度相似。磁场能量超过了外星系的湍流能量。
2007-06-05 astro-ph
Magnetic turbulence in cool cores of galaxy clusters
我们认为，最近报道的Kolmogorov一样的磁湍流谱的冷核心的长蛇座A星系团可以理解的动能注入的活动星系，驱动一个动荡的非螺旋磁发电机进入饱和状态。虽然小规模的发电机的情况下存在显着的差异，预计其饱和状态是相似的，因为我们显示的三种情况：磁通绳发电机，波动发电机，爆炸发电机。基于这些情况，我们开发了一个分析模型的流体动力学和磁湍流在冷的核心。该模型意味着磁场强度，适合与法拉第旋转测量和最低能量估计的样本冷核心集群有这样的数据可用。预测的磁场在集群中的适当的观测信息仍然缺失，尚未观测到的数量，如流体动力学湍流速度和特征长度尺度。潜在的发电机模型表明磁不稳定性和可能的大规模流体动力学粘度。我们的结论是，成功的模型来解释冷核心集群中的磁场强度表明，在一般集群磁场直接反映流体动力学湍流，也在集群没有冷核心。
2006-03-29 astro-ph
Gravitational Radiation from Primordial Helical MHD Turbulence
本文研究了在电弱相变（EWPT）中由气泡碰撞产生的原始逆级联螺旋磁流体动力学（MHD）湍流所产生的引力波（GW）。与未磁化EWPT的情况相比，MHD湍流产生的GWs的频谱峰值在较低的频率和较大的振幅，可以检测到拟议的激光干涉仪空间天线（LISA）。
2008-05-15 astro-ph gr-qc hep-ph
The inverse cascade and nonlinear alpha-effect in simulations of isotropic helical hydromagnetic turbulence
本文研究了一个具有螺旋强迫的各向同性均匀湍流的数值模型。由此产生的流动本质上是平均场发电机理论中α ^2发电机的原型，它产生了强发电机作用，并在盒子尺度上增加了一个大尺度场（在波数k=1时;强迫在k=5时）。这个大尺度场几乎是无力的，并且超过了均分值。随着磁雷诺数R_m的增大，饱和场强增大，发电机的增长率增大。然而，建立大尺度场从均分到其最终超均分值所需的时间随着磁雷诺数的增加而增加。大尺度场的产生可以被认为是由于源自强迫尺度的非局部相互作用，这是阿尔法效应的特征。α和湍流磁扩散率eta_t同时确定使用人工修改的平均场的数值实验。这两个量都以R_m依赖的方式猝灭。平均场能量的演化与α ^2发电机模型预测的结果相吻合，α和eta_t的猝灭情况也相似。对于这个模型的解析解，给出了匹配的模拟结果。模拟在数值上是稳健的，因为当分辨率从30^3改变到120^3网格点时，或者当磁普朗特数（粘度/磁扩散率）从1增加到100时，大尺度下的光谱形状不变。将强迫波数增加到30（即增加尺度分离）使逆叶栅效应更加明显，尽管它在其他方面保持定性不变。
2000-12-07 astro-ph
Nonlinear Turbulent Magnetic Diffusion and Mean-Field Dynamo
定义平均电动势的非线性系数（即，非线性湍流磁扩散、非线性有效速度、非线性κ张量等）。是针对各向异性湍流计算的。各向异性背景湍流的特定情况（即，具有零平均磁场的湍流）。结果表明，环向和极向磁场具有不同的非线性湍流磁扩散系数。它表明，即使是一个均匀的湍流有一个非线性的有效速度，表现出反磁或顺磁特性取决于各向异性的湍流和背景湍流中的磁波动的水平。分析表明，湍流的各向异性强烈影响非线性平均电动势。两种类型的非线性（代数和动态）进行了讨论。代数非线性意味着平均电动势对平均磁场的非线性依赖。动态非线性由α效应的磁性部分的微分方程确定。结果表明，对于α-欧米茄轴对称发电机的代数非线性不能单独饱和发电机产生的平均磁场，而代数和动态非线性的综合影响限制了平均磁场的增长。天体物理的应用所获得的结果进行了讨论。
2002-06-16 astro-ph
The Dependence of Dynamo $α$-Effect on Reynolds Numbers, Magnetic Prandtl Number, and the Statistics of MHD Turbulence
我们将Field等人（1999）的发电机系数$α$的推导概括为以下两个方面：第一，速度场和磁场的去相关时间不同;第二，磁普兰特数可以是任意的。我们发现速度场和磁场对$α$效应的贡献并不相等，而是受到它们统计性质的不同的影响。在大的动力学雷诺数和大的磁场雷诺数的限制下，如果速度场和磁场的去相关时间小于MHD湍流的涡流翻转时间，则$α$系数可能不小。我们还表明，在某些情况下，例如，如果动力学螺旋度和电流螺旋度是可比的，$α$依赖于磁普朗特数不敏感，而如果动力学螺旋度或电流螺旋度是由另一个，不同的磁普朗特数将显着改变发电机$α$效果。
2001-04-25 astro-ph
On Self-Sustained Dynamo Cycles in Accretion Discs
已知在净磁通量为零或非零的剪切盒中存在MHD湍流。然而，湍流在零净通量情况下的生存方式不能用线性理论来解释，而是作为纯粹的数值结果出现。目的：我们寻找一个非线性机制，能够解释的持续性MHD湍流剪切盒与零净磁通量，并可能导致大规模的发电机行动。方法：谱非线性模拟的磁旋转不稳定性表现出大规模的轴对称磁场，保持了几个轨道。利用模拟结果和非齐次线性方法研究了该场的产生过程。结果如下：湍流持续在零净通量剪切盒的机制被证明是有关的存在一个大规模的方位场，生存几个轨道。特别是，它表明，剪切盒中的MHD湍流可以被看作是一个发电机过程耦合到一个magnetorotational-type的不稳定性。
2008-07-10 astro-ph
Magnetic helicity in primordial and dynamo scenarios of galaxies
讨论了衰减湍流和驱动湍流中螺旋磁场的一些共同性质。这些主要包括在逐渐变大的尺度上产生场的逆级联。磁螺旋度还限制了大尺度场的演化：场的衰减速度不如非螺旋场，但饱和速度也更慢，即在电阻时间尺度上，如果没有磁螺旋度通量。前者的效果是利用原始领域的情况下，而后者是重要的成功解释天体物理发电机饱和速度比连续性。发电机的作用被认为是重要的，不仅在银河发电机，而且在吸积盘活动星系核和周围的原恒星，这两者都有助于产生足够强的种子磁场。虽然原始磁场可能太弱，无法与这些天体物理机制竞争，但这些磁场在宇宙背景辐射中产生极化效应方面可能仍然很重要。
2006-01-23 astro-ph
Dynamics of fluctuating magnetic fields in turbulent dynamos incorporating ambipolar drifts
具有大磁雷诺数的湍流通常导致在任何平均场之上快速增长的磁噪声。我们重新审视这种波动场的动力学，在均匀的，各向同性的，螺旋湍流。假设湍流是马尔可夫的，我们首先重新推导，在一个相当透明的方式，平均场的方程，并校正Fokker-Plank型方程的磁关联。在这些方程中，我们还将双极漂移的影响，如果湍流介质中有一个显着的中性分量。我们应用这些方程来讨论一些天体物理学上有趣的问题：（a）小规模发电机在银河系湍流与模型Kolmogorov频谱，将双极漂移的影响;（b）电流螺旋度动力学和准线性修正的α效应;（c）增长的电流螺旋度和大尺度磁场由于非线性效应。
1997-08-23 astro-ph
The helicity constraint in turbulent dynamos with shear
利用数值模拟方法研究了强剪切作用下螺旋湍流中磁场的演化。在一些初始指数增长之后，磁场发展成大尺度行波图案。由此产生的场结构具有磁螺旋度，这是保守的理想MHD方程的周期盒，因此只能改变电阻的时间尺度。这强烈地限制了大尺度磁场的生长时间，但不太强烈地限制了循环周期的长度。与无切变的情况相比，大尺度场放大的时间尺度缩短了一个因子Q，它取决于切变和螺旋湍流的相对重要性，同时也控制着环向场与极向场的比值。模拟结果可以用平均场α-Ω发电机模型进行定性和定量再现，该模型考虑了α效应，湍流磁扩散系数的猝灭强度低于相应的α ^2发电机模型。
2001-01-05 astro-ph
The nonlinear small-scale dynamo and isotropic MHD turbulence
这是一个简要的审查的主要结果，我们最近的研究的非线性演化的小规模MHD发电机在高普朗特数制度和结构的各向同性均匀MHD湍流的饱和状态。强调了没有均匀平均场的MHD机制（如我们研究中的情况）与外部施加均匀平均场的MHD机制是根本不同的。湍流弯曲和折叠磁场线的能力导致了独特的小尺度结构的出现。的字段组织在折叠的特征长度相媲美的最大的湍流涡旋的大小与空间方向反转的电阻尺度。这些褶皱很难破坏。在非线性区域，褶皱结构与沿褶皱传播的阿尔芬波共存。强迫注入的湍流能量部分通过小尺度磁场耗散，部分通过阿尔芬波耗散。
2002-07-06 astro-ph
Conservation of Magnetic Helicity and Its Constraint on $α$-Effect of Dynamo Theory
一方面，MHD湍流的动力学研究，和基于磁螺旋度的其他参数，似乎产生了矛盾的估计$α$参数在湍流发电机理论。在这里，我们表明，与直接数值模拟的三维磁流体动力学湍流的平均磁场，$\OB$，发电机$α$ -效果设置的磁螺旋度的约束是随时间变化的。引入时间尺度$t_c$，使得对于$t<t_c$，从模拟计算的$α$ -系数接近Pouquet等人和Field等人的结果，$-\frac{τ_{cor}}{3}(< \v \cdot \nabla \times \v > - < \b \cdot \nabla \times \b >)$ ;对于$t>t_c$，由平均场电动力学给出的$α$ -系数的经典结果减少了$1/({R_m |\OB|^2/v_{rms}^2})$的因子，如Gruzinov & Diamond、Seehafer和Cattaneo & Hughes所论证的。这里，$R_m$是磁雷诺数，$v_{rms}$是湍流的均方根速度，$τ_{cor}$是湍流的相关时间，$\overline B$是速度单位。文中还讨论了发电机理论不同模型的适用性和联系。
2001-04-23 astro-ph
Ejection of bi-helical fields from the sun
有人认为，在太阳表面观测到的磁螺旋度损失可能是一个减少，否则更占主导地位的非线性太阳能和恒星发电机。这种非线性与螺旋形和S形表面结构的内部扭曲（而不是扭曲）成比例。
2003-12-19 astro-ph
Small-scale-field Dynamo
研究了在不产生平均场的情况下产生磁场能量。当磁雷诺数较高且空间维数d满足2.103 < d <8.765时，导电流体的各向同性镜像对称湍流放大了小尺度磁扰动的能量。结果不依赖于湍流模型，不可压缩性和各向同性是唯一的要求。
1996-11-22 astro-ph
Can the turbulent galactic dynamo generate large-scale magnetic fields?
星系中的大尺度磁场被认为是由湍流发电机产生的。然而，同样的湍流也会导致一个小规模的发电机，它会以更快的速度产生磁噪声。大型发电机的效率取决于这种噪声如何饱和。我们研究这个问题，考虑到双极漂移，获得在一个星系中有显着的中性气体。我们认为：（1）小尺度发电机产生的场并不充满体积，而是集中成间歇性的绳状结构。磁通绳在湍流涡旋尺度上是弯曲的。它们的厚度由有效双极扩散决定的扩散尺度决定：（2）对于大部分中性的银河系气体，当磁通绳中的峰值场增长到均分值的几倍时，由于低效的随机拉伸，小尺度发电机饱和;（3）饱和小尺度场的平均能量密度是次均分的，因为它没有填满体积;（4）这种场既不从湍流中消耗大量能量，也不将外尺度上湍流的涡流运动转化为波浪状运动。大规模发电机运行所需的扩散效应随后被保留，直到大规模场本身增长到接近均分水平。
1997-07-25 astro-ph
