Distributed versus tachocline dynamos
参数中提出的想法，太阳能发电机可能不仅在对流区的底部，即在速跃层，但它可能会在一个更分布式的方式在整个对流区。近地表剪切层可能在这种情况下发挥重要作用。
2005-12-29 astro-ph
Location of the solar dynamo and near-surface shear
太阳能发电机的位置进行了讨论的背景下，新的见解的非线性湍流发电机理论。有人认为，从发电机理论的角度来看，对流区的底部是不是一个可能的位置，太阳能发电机可能分布在对流区。近地表剪切层不仅产生东西向的磁场排列，而且还有助于发电机处理其多余的小尺度磁螺旋度。
2005-12-29 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
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
The shear-induced alpha-effect and long-term variations in solar dynamo
剪切引起的α效应的长期调制的磁活动的后果进行检查的帮助下，轴对称的数值发电机模型，包括自洽描述的角动量平衡，热传输和磁场产生的球壳。我们发现，剪切对α效应的贡献可以使非线性发电机中大尺度磁活动和微分旋转的长期行为复杂化。此外，我们还考虑了长期磁场活动变化对太阳光度和半径长期调制的影响。
2007-12-17 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
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
Galactic dynamo action in presence of stochastic alpha and shear
利用适合于星系的一维$αω$发电机模型，我们研究了由随机α效应和剪切驱动的发电机作用的可能性。为了确定场演化，需要检查$α$的随机分量的大量不同实现。场的净增长或衰减不仅取决于发电机参数，而且取决于具体实现、随机$α$与湍流扩散时标相比的相关时间以及系统演化的时间。对于发电机的相干和波动的$α$都存在，随机性的$α$可以帮助减轻灾难性的发电机淬火，即使在没有螺旋通量。对于发电机数$| D| \sim 40$，人们可以获得最大为均分场$ B_{eq}$的分数$\sim 0.01$的最终场强，而与$ B_{eq}$相当的场需要更大程度的$α$波动或剪切。这种类型的发电机可能是特别有用的放大领域的中心区域的盘星系。
2008-10-08 astro-ph
Simulations of core convection in rotating A-type stars: Magnetic dynamo action
用三维非线性模拟方法研究了2个太阳质量的旋转A型恒星内部的核心对流和发电机活动。我们的模型考虑了这种恒星半径的内部30%，从而在一个球形域中捕获对流核心和周围辐射包络的适度部分。使用ASH代码求解MHD方程，以检查湍流和磁场，两者都表现出复杂的时间依赖性。通过引入小种子磁场到我们的祖先的流体动力学模型旋转在一个和四倍的太阳能率，我们在这里评估如何激烈的对流可以放大这些领域，并维持他们对欧姆衰变。发电机的作用确实实现了，最终产生了与气流能量相等的磁场。这种磁性减少了在祖先中获得的差异旋转，部分是通过麦克斯韦应力，该应力将角动量向极方向传输，并在纬度平衡中对抗雷诺应力。相反，在径向方向上，我们发现麦克斯韦和雷诺应力可以共同作用，以传输角动量。在祖先中建立的缓慢旋转的中心柱被削弱，随着模拟的发展，差异旋转的强度不断增强和减弱。我们评估的流动和磁场的形态，其复杂的时间变化，以及发电机行动的方式是持续的。研究发现，差异旋转和螺旋对流都是产生磁场的重要原因。整个地核的磁场主要由强波动场控制，轴对称（平均）磁场相对较弱。
2006-10-03 astro-ph
Large-scale dynamos in turbulent convection with shear
目的：利用三维数值模拟方法研究了水平剪切作用下的可压缩穿透对流的发电机作用和大尺度磁场的产生。研究方法：我们考虑的情况下，在没有剪切和旋转的情况下，磁雷诺数是边际或适度超临界相对于小规模发电机的行动。通过比较具有开放和封闭边界的磁场的结果，研究了磁螺旋度通量的影响。结果如下：没有剪切，即使系统中存在α效应（旋转和分层）所需的成分，也找不到大规模的发电机。如果边界是开放的，当加入均匀的水平剪切时，就会产生大尺度的磁场。在这种情况下，平均磁场包含总磁场的重要部分。对于那些运行的磁雷诺数是在60和250之间，小规模的发电机预计将被激发，但场分布被发现是类似的情况下，较小的磁雷诺数的小规模发电机不被激发。在封闭的（完美的导电）边界的情况下，磁螺旋度通量被抑制，没有大规模的fields.Similarly，穷人的大规模领域的发展被认为是当垂直剪切与周期性的边界条件相结合，在水平方向上。然而，如果在x方向上使用开放（正常场）边界条件，则会产生大尺度场。这些结果支持的概念，剪切不仅有助于产生的领域，但它也起着至关重要的作用，在驱动磁螺旋度通量的系统沿等值线的剪切，从而使有效的发电机行动。
2008-10-06 astro-ph
Subcritical dynamos in shear flows
确定在差速旋转流中产生磁场和湍流的一般物理机制，对于理解吸积盘和恒星等天体物理物体的动力学至关重要。本文讨论了亚临界发电机作用的概念，并以非旋转壁面剪切流中非线性过渡到湍流的过程为例，讨论了亚临界发电机作用的流体动力学模拟。为了说明这一想法，我们描述了一些最近的结果，非线性流体动力学过渡到湍流和非线性发电机作用在旋转剪切流有关的问题，湍流角动量输运的吸积盘。我们认为，这个概念是非常通用的，应该适用于许多天体物理问题，涉及剪切流和非轴对称不稳定性的剪切诱导轴对称环形速度或磁场，如开尔文-亥姆霍兹，磁旋转，泰勒或全球磁剪切不稳定性。根据最近的几个数值结果，我们最后建议，类似于一个标准的线性不稳定性，亚临界MHD发电机过程中的高雷诺数剪切流可以作为一个大规模的驱动机制的湍流，反过来又会产生一个独立的小规模发电机。
2008-05-09 astro-ph
A convection zone dynamo including the effects of magnetic buoyancy and downward flows
一个磁通量管既可以看作是一个单独的物体，也可以看作是一个封闭的场。作为一个场，它同时受到气旋对流（$α$-效应）和差异旋转（$Ω$-效应）的影响。作为一个物体，管不仅受到浮力，而且由于管上方的向下流动而受到动态压力。当这两个动态效应被纳入$αΩ$发电机方程，我们得到一个发电机运行在对流区。我们分析和解决扩展发电机方程的线性近似，通过使用观测到的太阳内部旋转，并假设一个下降流建议的太阳对流区的数值模拟。结果产生：（i）22年周期;（ii）扩展的蝴蝶图;（iii）强活动局限于低日面纬度$|Φ|\le 35^\circ$;（iv）在低纬度，径向场与同纬度的环向场相比处于近似$π$的相位滞后;（v）向极分支相对于向赤道分支处于$π/2$的相位滞后;（vi）大部分磁通量以强间歇的形式存在，集中在强通量管中，（vii）磁场峰值在$r=0.96 R_{\sun}$深度处，（viii）太阳总辐照度随太阳活动周期变化，振幅为0.1%;（ix）太阳有效温度随太阳周期活动同相变化，振幅为1.5 $^\circ C$;（x）太阳半径也随太阳周期活动同相变化，振幅为20 mas。所有这些结果与相应的观测结果一致。
2001-09-20 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 diffusivity tensor and dynamo effects in rotating and shearing turbulence
湍流磁扩散率张量的旋转或剪切的存在下确定。这个问题是解决是否从剪切电流效应的发电机行动可以解释大规模的磁场生成与剪切模拟中发现。为此目的，一组演化方程的响应施加的测试领域解决了湍流和平均运动计算的动量和连续性方程。相应的电动势的结果被用来计算湍流输运系数。的湍流磁扩散系数张量的对角分量被发现是非常接近在一起，但它们的值略有增加，增加剪切和减少，增加旋转速率。在剪切的存在下，湍流磁扩散张量的两个非对角分量的符号是相同的，相反的剪切的符号。这意味着，从剪切电流效应发电机行动是不可能的，也许除了高磁雷诺数。然而，即使平均值没有alpha效应，alpha张量的分量也会在零附近显示高斯波动。这些波动足够强，可以驱动一个非相干的α-剪切发电机。非相干剪切流效应，另一方面，被发现是次显性的。
2008-02-28 astro-ph
On Stellar Dynamo Processes and Differential Rotation
许多恒星都具有很强的磁场，其中一些被认为是原始起源，而另一些则是磁发电机过程的标志。我们简要回顾了太阳型恒星的观测研究结果，以评估旋转速率和可能的磁活动周期之间的联系。显然，球壳几何形状内的湍流对流和旋转为发电机的作用提供了必要的成分。然而，几十年来对太阳研究的深入研究表明，要获得与观测相符的周期性磁活动并不容易。日震学揭示了全球太阳发电机的一个基本要素是在太阳对流区底部存在剪切速斜，导致可能的界面发电机的操作。我们回顾了实现周期性磁活动的关键要素。然后，我们讨论了我们目前的一些3-D MHD模拟太阳湍流对流球壳，产生差分旋转配置文件，使良好的联系与一些日震的发现。我们表明，这种湍流运动可以放大和维持磁场在大部分的对流区，其强度足以反馈后，对流和全球环流。
2003-02-28 astro-ph
Shear-current effect in a turbulent convection with a large-scale shear
本文研究了具有大尺度常剪切的非旋转均匀湍流对流中的剪切流效应。大尺度速度切变引起湍流对流的各向异性，产生沿原始平均磁场的平均电动势$\bec{\cal E}^{(W)} \propto {\bf W} {\bf \times} {\bf J}$和平均电流，其中${\bf W}$是由于切变引起的背景平均涡度，${\bf J}$是平均电流。这导致即使在非旋转和非螺旋均匀剪切湍流对流中也存在大尺度发电机，从而$α$效应消失。结果表明，湍流对流促进了剪切流发电机的不稳定性，即，热通量对剪切电流效应产生积极的贡献。然而，即使在湍流对流中，如果湍流相关时间的空间标度为$τ(k) \propto k^{-2}$，其中$k$是小尺度波数，则由于小流体动力学和磁雷诺数的剪切流效应，也没有发电机作用。
2007-02-24 astro-ph
The galactic dynamo effect due to Parker-shearing instability of magnetic flux tubes. III. The fast dynamo model
在Parker（1992）提出的银河系磁场快速发电机模型的基础上，基于Parker剪切不稳定性和磁重联，提出了一个新的银河系磁场快速发电机模型.我们引入了一个新的情况下的通量管相互作用和简单的几何参数的基础上估计发电机输运系数。所得到的表达式等价于本系列第一篇论文中正式导出的螺旋度$α_d$和扩散率$η_d$。我们提出的模型预测，银盘中的$α$效应与科里奥利力的符号直接产生的效应具有相反的符号。我们估计的磁加热率，由于重新连接的磁通量管，这在我们的发电机模型中起着重要的作用。漫射X射线辐射的相应光度与ROSAT对附近星系的观测结果一致。本研究综合了Parker的观点和我们在前面的论文（Hanasz & Lesch 1993，1997; Hanasz 1997）中提出的结果。
1997-12-16 astro-ph
Solar dynamo models with alpha-effect and turbulent pumping from local 3D convection calculations
本文介绍了采用α效应和局部对流计算的湍流抽运的运动学太阳发电机模型的结果。我们估计这些影响的幅度约为2-3 m/s。应用了从日震学获得的太阳旋转轮廓。我们得到了两种诱导效应之比的估计值C_alpha/C_Omega \approx 10^-3，在所有模型中我们都保持这个值不变。我们还包括一个单胞的对流环流模式，其大小在近地面为10-20米/秒，在对流区底部为1-2米/秒。该模型基本上代表了一个分布式的湍流发电机，因为α效应在整个对流区是非零的，尽管它集中在对流区的底部附近，在纬度30度附近获得最大值。湍流泵的平均场主要是向下和赤道。我们发现，当所有这些效应都包括在模式中时，就有可能正确地再现太阳活动周期的许多特征，即正确的低纬向赤道迁移和高纬极支，以及观测到的B_r B_phi的负号。虽然与以前的模型相比，由于α效应在中纬度达到峰值、纬向环流和纬度抽水的共同作用，活动明显地向赤道转移，但大部分活动仍然发生在太高的纬度（5-60度之间）。其他的问题包括相对狭窄的参数空间，在此范围内的首选解决方案是偶极（A0），和有点太短的周期长度的太阳能型解决方案。表面剪切层的作用被发现是重要的，只有在α效应的情况下，有一个明显的幅度接近表面。
2006-06-05 astro-ph
The proto--neutron--star dynamo -- viability and impediments
我们研究对流运动的流体动力学模拟旋转的原中子星（PNS）的能力，激发发电机的不稳定性，这可能是负责巨大的中子星磁场。由于它是不可能的，以模拟磁场的演变，采用实际的磁雷诺数（$\Rm$）从流体动力学模拟，（最小）的临界$\Rm$ s和相应的场的几何形状推导出运动学水平上的速度幅度重新缩放。结果发现，$\Rm$的实际值比发现的临界值大许多个数量级，因此，发电机可能在对流开始后不久就开始活跃起来。但是，由于发电机增长率一般是$\Rm$的非单调函数，因此磁场的未来命运是不确定的。因此，如果不从一开始就考虑磁场和对流的相互作用，就不能得出关于PNS发电机的存在和效率的可靠陈述。同样，只要PNS内部的对流被认为是重新启动超新星爆炸所必需的，就有必要对其在这方面的作用进行修改。
2005-02-14 astro-ph
The dual role of shear in large-scale dynamos
剪切通过沿常剪切等值线的磁通量来减少小尺度的磁螺旋度，从而减轻灾难性猝灭。发电机效应的淬灭程度取决于湍流磁扩散率的淬灭值。早先的估计可能会受到无力退化的贝尔特拉米场，现在证实了剪切流，这种退化被解除。对于一个发电机是饱和的均分附近的磁场强度，这些估计结果在5倍的磁扩散率减少的磁雷诺数的基础上的波数的能量携带的漩涡是从2增加到600。最后，强调了剪切在磁旋转不稳定性驱动湍流和大尺度场中的作用。提出了新的模拟，并证实了极向场和环向场之间的3 π/4相移。有人建议，这种相移可能是一个有用的诊断工具，在识别平均场发电机行动模拟和区分这从其他情况下调用磁浮力作为一种手段来解释迁移远离中平面。
2008-08-07 astro-ph
Flux-dominated solar dynamo model with a thin shear layer
通量主导的太阳发电机模型已被证明能再现大尺度太阳磁循环的主要特征，然而，使用类似太阳的差分旋转剖面意味着在高纬度形成强的环形磁场，而在高纬度没有观测到这种磁场。在这项工作中，我们调用的假设，一个薄的宽度速跃层，以限制高纬度的环形磁场的过冲层以下的一个小区域，从而避免其影响的Babcock-Leighton型发电机过程。我们的研究结果有利于发电机内运行的对流区与速跃层，基本上作为一个存储区域时，它与过冲层重合。
2007-10-31 astro-ph
A solar surface dynamo
内容：观测表明，活跃区以外的“安静”太阳光球层含有大量的磁能和磁通量，在小尺度上具有混合极性。这种流动的起源尚不清楚。目的：我们测试是否本地发电机行动的近地表对流（粒化）可以产生显着的贡献所观察到的磁通量。研究方法：我们已经进行了太阳表面对流的MHD模拟，包括强分层，压缩性，部分电离，辐射转移，以及一个开放的下边界的影响。结果如下：指数增长的弱磁种子场（通过计算盒与消失的净通量）被发现在模拟运行的磁雷诺数约为2600。在占对流运动总动能百分之几的水平上，磁能接近饱和。在可见太阳表面附近，（无符号）磁通量密度至少达到约25 G的值。结论：分层的，可压缩的，非螺旋形的表面对流，没有强制再循环的一个现实的流动拓扑结构是能够在太阳表面附近的湍流局部发电机的行动。
2007-02-26 astro-ph
Do mean-field dynamos in nonrotating turbulent shear-flows exist?
本文考虑了具有强迫湍流的流体中的平面剪切流动。如果流体是导电的，那么即使没有基本旋转也会产生平均电动势（EMF），并且磁扩散率变成高度各向异性张量。它检查是否在这种情况下，自激的大规模磁场是可能的（所谓的WxJ-发电机）和答案是否定的。计算显示的交叉流分量的电动势垂直于平均电流具有错误的符号，至少对于小磁普朗特数。在我们的结果之后，磁普兰特数大约为1的数值模拟只有有限的意义，因为扩散率张量对普兰特数的依赖性相当强。另一方面，如果湍流场在垂直方向上是分层的，则产生发电机活性α效应。在简单剪切流中，这种自激的临界磁雷诺数略高于10，就像在现有的液态钠或镓发电机实验中使用的其他流动模式一样，但要复杂得多。
2006-04-18 astro-ph
Nonhelical turbulent dynamos: shocks and shear
本文讨论了可压缩跨音速湍流中的小尺度湍流发电机作用。结果表明，磁雷诺数的临界值显示出双峰行为，并从一个典型的值为35小马赫数到80左右较大的马赫数的变化。这两个政权之间的过渡相对剧烈。直接模拟，然后与模拟中的冲击被捕获使用的冲击粘度，变得大的地方有冲击。在剪切的存在下，它表明，大规模的发电机行动是可能的。
2005-01-03 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
Three-Dimensional Simulations of Solar and Stellar Dynamos: The Influence of a Tachocline
本文综述了滞弹性球谐程序（ASH）在模拟全球尺度对流和发电机过程方面的最新进展。特别是，我们最近实现了第一个全球尺度的太阳对流模拟，表现出湍流泵的磁通量到一个模拟速跃层和随后的组织和放大的旋转剪切的环向场结构。速跃层的存在不仅促进了平均环向通量的产生，而且还增强和稳定了整个对流区的平均极向场，促进了偶极结构，极性反转频率较低。由具有速跃层和过冲区域的对流发电机产生的磁场总体上也是螺旋形的，在南北半球的符号相反。环形速斜场几乎没有表现出磁浮力不稳定性，但可能正在经历磁剪切不稳定性。
2008-11-19 astro-ph
Solar Surface Magneto-Convection
利用磁对流数值模拟方法研究了近太阳表面小尺度发电机活动、磁通量管的出现和消失以及微孔的形成和演化。从弱的种子场，对流运动产生高度间歇性的磁场在颗粒间的通道，收集在下面的中颗粒尺度细胞的边界。在模拟中出现了出现的磁通量环和从表面消失的磁通量。我们展示了一个例子的磁通量管崩溃到千克场强，并讨论如何性质的磁通量消失可以调查。观测到的小磁结构的斯托克斯轮廓被望远镜衍射和视宁度严重扭曲。由于强烈的分层，在表面层中几乎没有等离子体和场的再循环。相反，再循环是通过与对流区深层的交换而发生的。来自表面的等离子体和场通过对流区下降，并再次向表面上升。由于质量守恒，只有很小一部分从对流区深处上升的等离子体到达表面，所以几乎没有磁能存在于近表面层。因此，作用于弱非相干场的发电机是全局的，而不是局部表面发电机。
2002-09-23 astro-ph
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
On the Connection between Mean Field Dynamo Theory and Flux Tubes
平均场发电机理论处理的是各种平均量，并不能直接阐明通量管的存在问题。然而，我们可以通过将额外的论据与从太阳发电机解决方案中获得的见解相结合，得出关于太阳内部通量管的重要结论。太阳的极向磁场为10 G量级，而对流区底部的环形磁场估计为100，000 G。简单的数量级估计表明，速跃层中的剪切不足以将10 G的平均径向场拉伸成100，000 G的平均环向场。我们认为，太阳的极场必须得到集中到间歇性的通量管之前，它是平流速跃层。我们估计这些通量管的强度和填充因子。在速度跃层中的剪切拉伸，预计将在对流区底部产生高度间歇性的磁配置。正如Nandy和Choudhuri（2002）最近提出的那样，对流区底部的纬向流应该能够将这种间歇性的磁场带到赤道。当从对流区底部的通量管上升到预先存在的极向场在表面上的区域，我们指出，它拿起一个扭曲根据当前的螺旋在太阳表面的观测。
2002-11-27 astro-ph
A flux tube solar dynamo model based on the competing role of buoyancy and downflows
一个磁通量管既可以看作是一个单独的物体，也可以看作是一个封闭的场。作为一个场，它同时受到差异旋转（$Ω$ -效应）和气旋对流（$α$ -效应）的影响。作为一个物体，管不仅受到浮力，而且由于管上方的向下流动而受到动态压力。这两个竞争的动态效应被纳入$α$ - $Ω$发电机方程通过总的磁湍流扩散率，导致在对流区的磁通管发电机操作。我们采用观测到的太阳内自转和太阳对流区数值模拟中的下流效应，在线性近似下分析和求解扩展的发电机方程。该模型再现：22年周期;扩展的蝴蝶图，强活动局限于低日面纬度$|Φ|\le 35^\circ$ ;在低纬度，径向场与同纬度的环向场相比，处于近似$π$相位滞后的证据;向极分支相对于向赤道分支处于$π/2$相位滞后的证据;以及大部分磁通量以间歇形式存在、集中到强通量管中的证据。
2005-09-27 astro-ph
Shear and Mixing in Oscillatory Doubly Diffusive Convection
为了研究振荡双扩散（ODD）对流中的混合机制，我们截断了Boussinesq方程的水平模态展开，以获得一个简化的模型的过程。在天体物理学上有趣的情况下，低普朗特数，大规模的剪切产生的普通热对流。剪切和振荡对流之间的相互作用产生间歇性翻转的流体与显着的混合。相比之下，在适当的海水参数制度，大规模的流动不会产生的对流。然而，如果这种流动是外部强加的，则观察到间歇性翻转和增强的混合。
2002-03-18 astro-ph
Strong Dynamo Action in Rapidly Rotating Suns
恒星发电机是由旋转和湍流对流之间的复杂耦合驱动的，这驱动了全球规模的流动，并建立和重建恒星磁场。当像我们的太阳这样的恒星年轻时，它们的旋转速度比现在的太阳速度快得多。观测结果一般表明，更快的自转与更强的磁场活动有关，也许与更有效的发电机作用有关。在这里，我们研究了像太阳这样的恒星，更快的自转对发电机作用的影响。我们发现，实现了有力的发电机行动，整个对流区的大部分产生的磁场。这些模拟并不具有贯穿性的剪切速变线，而全球尺度的场被认为是在我们的太阳中组织的，但尽管如此，我们发现了惊人的有序场，就像环形场的海蛇一样，它们是在全球尺度上组织的。我们认为这是一个新的发现。
2008-01-10 astro-ph
Electromotive Force and Large-Scale Magnetic Dynamo in a Turbulent Flow with a Mean Shear
本文研究了剪切大尺度运动对导电流体非旋转湍流中平均电动势的影响。结果表明，在均匀无发散的湍流中，α效应不存在，而在非旋转湍流中，由于新的“剪切电流”效应，即使在外加平均速度剪切的情况下，也能产生平均磁场.在具有平均剪切的非旋转湍流中发现了与平均磁场的梯度张量的对称部分有关的对电动势的贡献（卡帕效应）。卡帕效应和湍流磁扩散降低了平均磁场的增长率。结果表明，当背景湍流（无平均速度切变）的能谱指数小于2时，可以产生平均磁场。采用Orszag三阶闭合法和随机微分法研究了剪切电流效应。天体物理的应用所获得的结果进行了讨论。
2003-01-05 astro-ph
Dynamo quenching due to shear flow
本文提出了三维磁流体力学中的发电机（$α$效应）和动量输运理论。对于第一次，我们表明，即使在没有磁场的情况下，$α$效应是严重减少的剪切。$α$效应被远低于均分的磁场进一步抑制（具有大尺度流），其具有取决于剪切和磁场的相对强度的不同标度。剪切和磁场均能显著降低湍流粘度，且均为正值。这些结果表明，剪切和磁场的发电机淬火和动量输运减少的关键作用，具有重要的影响，实验室和天体物理等离子体，特别是太阳的动力学。
2008-02-01 astro-ph physics.flu-dyn
A self-sustaining nonlinear dynamo process in Keplerian shear flows
在Keplerian区域的旋转平面Couette流中识别了一个三维非线性发电机过程。它类似于非旋转剪切流中的流体动力学自持过程，并且依赖于环形磁场的磁旋转不稳定性。稳定的非线性解决方案的数值计算范围很广的磁雷诺数，但仅限于低雷诺数。这个过程对于解释开普勒吸积盘中相干场和湍流运动的维持可能是重要的，因为所有的基本成分都存在于其中。
2007-05-19 astro-ph physics.flu-dyn
