Flux transport solar dynamo models, current problems and possible solutions
太阳黑子活动周期通常被解释为太阳中发电机过程的结果。这是天体物理学中的一个经典问题，直到现在还没有完全解决。在这里，我们讨论了当前的问题和局限性与太阳能发电机建模及其可能的解决方案，使用巴布科克-莱顿近似作为工具内的运动发电机模型。特别是，我们讨论了湍流磁泵的重要性，相对于发电机操作中的湍流流动循环。
2008-12-05 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
Helical $α$-dynamos as twisted magnetic flux tubes in Riemannian space
在薄扭曲黎曼通量管近似下，得到了描述强扭曲螺旋发电机的$α$ -发电机方程的解析解。$α$因子具有来自扭转的基本贡献，然而在薄壁管近似中扭转被削弱。结果表明，假设磁场的极向分量基本上与时间无关，则环向磁场分量随时间增长很快，实际上具有线性时间依赖性，而极向分量则受磁通管扭转或扭曲的影响而增长。环向分量在空间上以$r^{-2}$形式衰减，而涡度可以以$r^{-5}$（极向分量）形式衰减，其中r表示距通量管的磁轴的径向距离。涡度的环向分量衰减为$r^{-1}$。在紊流发电机中，无限磁场至少可以衰减为$r^{-3}$。
2007-12-23 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
Galactic dynamos with captured magnetic flux and an accretion flow
我们研究的行为的轴对称星系发电机模型与径向吸积流的磁盘。我们还引入了穿过银河系中平面的垂直磁通量，以模拟银河系形成时捕获的大规模磁场的存在。被捕获的垂直通量守恒，并通过径向流向盘中心平流。我们确认，通过银河系盘的一个重要部分，几公里/秒的幅度的吸积流可以显着抑制发电机行动。此外，垂直通量的平流一般会导致混合宇称星系场。然而，这种效应是非线性和非加性的--全球磁场能量通常明显小于纯发电机产生的能量和纯平流场能量的总和。对于大的流入速度，可能会出现一种“半发电机”作用。我们应用我们的结果的积累和重新分配，由径向流入，垂直磁通量捕获的银河系盘。取代表性值，似乎很难获得银河系中心附近的平均垂直场超过10微高斯，这主要是因为银河发电机和湍流磁扩散在外部磁场到达盘中心之前对其进行了修改。
2001-03-31 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
Differential rotation of stretched and twisted thick magnetic flux tube dynamos in Riemannian spaces
将大半径圆环与球的拓扑映射应用于拉伸和扭曲的极厚磁通量管的黎曼几何，得到球发电机，求解沿管磁轴作微分（非均匀）旋转的磁通量管的磁流体动力学（MHD）自感方程.还计算了对剪切的约束。结果表明，当采用对流气旋发电机假设时，旋转是恒定的，并得到一个固体旋转体。通常，环向场是从极向磁场中获得的，这些场可以用微分旋转$Ω(r,θ(s))$表示。在非气旋发电机的情况下，弗伦内坐标系中的扭转是根据发电机常数计算的。还计算了通量管剪切$\frac{\partial}{{\partial}r}Ω$。无扭管的情况下，被证明是微不足道的意义上说，不支持任何发电机的行动。这种情况与考林反发电机定理是一致的，因为在无扭的情况下，管成为轴对称的，而引用的定理排除了这一点。我们还表明，它是一致的Zeldovich antidynamo定理排除平面发电机。例如，地球自转差的知识允许人们限制通量管轴的曲率和扭转，反之亦然，拓扑学的知识允许我们推断恒星和行星的自转差和其他物理参数。
2007-06-19 astro-ph
Galactic dynamos supported by magnetic helicity fluxes
我们提出了一个简单的半解析模型的非线性，平均场星系发电机，并用它来研究各种磁螺旋通量的影响。发电机方程减少使用“无- $z$”近似的非线性系统的常微分方程的时间，我们证明了该模型准确再现早期的结果，包括那些非线性行为是由磁螺旋通量驱动。我们讨论了两种类型的磁螺旋通量的影响和相互作用，一种是由平流产生的（例如，另一种是由Vishniac & Cho（2001）提出的湍流的各向异性引起的。我们认为，后者是显着的，如果银河系的差异旋转是足够强大的：在我们的模型中，对于$\Rw\la-10$在相应的湍流磁雷诺数。我们证实，从银河系盘的发电机行动的最佳气体流出的强度接近正常的螺旋星系的预期。由螺旋度平流支持的大尺度磁场的稳态强度仍弱于与湍流能量均分对应的强度。然而，Vishniac-Cho螺旋度通量可以进一步增强磁场以实现能量均分。对于可能发生在星暴星系中的更强的外流，Vishniac-Cho通量可能是发电机作用的关键。然而，这种机制需要一个至少$\simeq1\mkG$的大规模磁场来发射，因此它必须在喷泉或风的磁螺旋平流辅助下的传统发电机之前发射。
2007-03-08 astro-ph
Convective Dynamos and the Minimum X-ray Flux in Main Sequence Stars
本文的目的是研究对流发电机能否定量地解释太阳型主序星中观测到的X射线表面通量的下限。我们的方法是使用3D数值模拟的湍流发电机驱动的对流来表征的动态行为，磁场强度，填充因子在非旋转分层介质，并预测这些磁性在表面的冷恒星。我们使用简单的应用程序的恒星结构理论的对流信封的主序星缩放我们的模拟到外层的恒星在F0-M0光谱范围内，这使我们能够估计无符号的磁通量的表面上的非旋转参考星。有了这些估计，我们使用\citet{Pevtsov03}的最新结果来预测从这样的湍流发电机的X射线发射的水平，并发现我们的结果比较以及与观察到的表面X射线通量的下限。如果我们把我们预测的X射线通量换算成\ion{Mg}{2}通量，我们也发现与观测到的K矮星色球层发射的下限很好地吻合。这表明，发电机行动从对流，非旋转等离子体是一个可行的替代声加热模型作为一个解释的基本发射水平在色球，过渡区，和日冕诊断晚型恒星。
2005-06-01 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
Strong mean field dynamos require supercritical helicity fluxes
几个一维和二维的平均场模型进行了分析，其中包括当前的螺旋度通量和边界的动态淬火模型的框架内的影响。与周期性边界条件的情况相比，平均场的最终饱和能量与磁雷诺数成反比地减小。如果当前螺旋度通量中的无量纲比例因子超过某个临界值，发电机甚至可以在没有动力螺旋度的情况下运行，即它仅基于切变和当前螺旋度通量，如Vishniac & Cho（2001，ApJ 550，752）首先提出的。只有在这个阈值以上，当前的螺旋度通量才能够减轻灾难性的猝灭。某些湍流模拟现在已经显示出明显的非连续性有限的平均场饱和振幅，这一事实可能表明当前的螺旋度通量已经超过了这个临界值。即使低于这个临界值的字段仍然达到可观的强度在运动阶段结束时，这是在定性协议与发电机在周期域。然而，对于大的磁雷诺数的字段经历随后的变化时，在电阻的时间尺度上，很长一段时间内，该字段可以是非常弱的。
2005-06-24 astro-ph
Flux-transport dynamos with Lorentz force feedback on differential rotation and meridional flow: Saturation mechanism and torsional oscillations
本文讨论了一个动态的磁通输运发电机模型，该模型考虑了感应磁场对微分旋转和旋向流的反馈。我们考虑了两种不同的反馈方法：平均场洛伦兹力和输运系数的猝灭，如湍流粘度和热导率。我们发现，即使是强反馈的双旋流不改变的通量运输发电机显着的字符，但它会导致显着减少的差异旋转。在很大程度上与发电机参数无关，当对流区底部的环向场达到1.2和1.5 T之间时，发生饱和，转换成磁能量的能量相当于太阳光度的约0.1至0.2%。通过洛伦兹力反馈产生的扭转振荡显示出一个主要的极向传播分支，与磁周期的正确相位关系。我们发现，将增强表面冷却的活动区带（Spruit提出）导致赤道传播分支与观测结果吻合良好。
2006-06-26 astro-ph
The galactic dynamo effect due to Parker-shearing instability of magnetic flux tubes. I. General formalism and the linear approximation
本文研究了Hanasz & Lesch 1993提出的星系发电机效应是由磁通量管的Parker不稳定性引起的观点。除了前一种方法，我们考虑更一般的物理条件，在本文中，通过纳入宇宙射线和微分力，由于轴对称的微分旋转和密度波以及。本文在细磁通管近似和拉格朗日描述下，提出了细长磁通量管动力学理论。这是Spruit（1981）对太阳磁通量管所得到的形式在银河系条件下的应用。对银盘中磁通量管的帕克剪切不稳定性进行了线性稳定性分析，并计算了发电机系数。我们提出了一些新的影响，这是非常必要的宇宙学和当代银河系磁场的演变。首先，我们证明了在宇宙射线存在的情况下，在弱磁场的极限下，很强的发电机$α$效应是可能的。第二，我们表明，轴对称的微分旋转和线性密度波的差动力导致的$α$ -效应，基本上是放大的星系臂和关闭的臂间区域。此外，我们预测一个不均匀的磁场在螺旋臂和良好的排列在臂间区域。Beck和Hoernes（1996）最近的观测结果很好地证实了这些性质
1997-11-23 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
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
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
Turbulent magnetic pumping in a Babcock-Leighton solar dynamo model
湍流泵浦效应对应于由于对流不稳定层中密度和湍流梯度的存在而导致的磁通量的传输。在感应方程中，它是一个平流项，因此它在太阳和恒星发电机过程中很重要。在这篇工作中，我们探讨了通量主导的Babcock-Leighton太阳发电机模型中的湍流抽运效应。结果揭示了泵浦机制的重要性，解决电流的限制，如存储的磁通量和太阳黑子的纬度分布的平均场发电机建模。在假设对流层上部存在湍流的情况下，完全的湍流泵送调节太阳活动周期和太阳黑子活动的纬向分布。
2008-03-24 astro-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
Helicity Balance and Steady-State Strength of the Dynamo Generated Galactic Magnetic Field
我们证明了在星系发电机作用的非线性阶段，在磁螺旋度平衡中包含螺旋度通量会导致磁场动力学的根本变化。于是，大尺度磁场的平衡值近似为均分水平。这是在相反的情况下，没有磁通的螺旋度，当磁螺旋度是保守的本地，这将导致基本subequipartition值的平衡大尺度磁场。
2002-05-16 astro-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
On the role of meridional flows in flux transport dynamo models
太阳是一颗磁星，其磁性和周期性活动与内部发电机的存在有关。我们的目标是了解太阳磁场22年周期的建立，其相关的蝴蝶图和场宇称选择通过太阳全球发电机的数值模拟。受最近的观测和三维模拟，都表现出多细胞流在太阳对流区的启发，我们试图解释各种配置文件的流通太阳平均场发电机模型的行为的影响。我们正在使用2-D平均场通量传输Babcock-Leighton数值模型，其中我们测试了几种类型的对流：1个大的单细胞，2个细胞的半径和4个细胞每半球。我们确认，增加细胞的纬度往往加快发电机周期，而增加细胞的半径超过三倍的周期。我们发现，在四个细胞模型的周期是不太敏感的流速比在其他简单的纬向环流廓线研究。此外，我们的研究表明，增加细胞的半径或纬度似乎有利于宇称切换到一个四极的解决方案。根据我们的数值模式，所观察到的22年周期和偶极宇称很容易复制的模型，包括多细胞对流。相反，由此产生的蝶形图和相位关系之间的环向和极向场的影响，它是不可能的，这样的多细胞对流持续很长一段时间内的太阳，而不必重新考虑模型本身。
2007-12-19 astro-ph
New observational limits on dynamo saturation in young solar-type stars
我们提出了统计上强大的观测证据，这对年轻的太阳型恒星的发电机饱和度施加了新的限制。这些都是推断从增加的振幅的V波段光通量与旋转，所造成的填充的光盘与表面斑点在一个非轴对称的图案。假设点覆盖作为一个示踪剂的总磁表面通量，我们发现，磁活动饱和的水平至少6 - 10倍以上，从色球和过渡线指标推断。我们认为，这些新的限制意味着最低限度的旋转饱和的发电机和高转速的恒星黑子覆盖率作为一种替代的诊断恒星发电机的色球和过渡区线发射通量。发电机在色球指示器指示的低转速下似乎不会饱和，这一事实应该有助于解释年轻快速旋转的G矮星突然自旋下降的进化制动模型。出现在天文学和天体物理学中（A&A latex样式文件，laa.sty，包含在文件开头）
1994-09-12 astro-ph
The Role of Magnetic Helicity Transport in Nonlinear Galactic Dynamos
我们认为，在当地发电机问题的框架内，以及在无z模型（其中包括明确的径向分布的磁场）的银河发电机的磁螺旋度平衡。在计算磁螺旋度平衡时，我们考虑了小尺度和大尺度磁场在磁螺旋度之间的重新分布，以及由于小尺度湍流引起的磁螺旋度输运和扩散。我们表明，通过银盘边界的磁螺旋度通量导致一个稳态磁场的磁能相当于均分能量的湍流运动的星际介质。如果忽略这种磁通量，则稳态磁场远小于均分场。通过边界的总磁螺旋度通量由平流通量和扩散通量组成。这些贡献的确切比例对于确定稳态磁场的强度及其结构似乎并不重要。然而，至少需要一些扩散的贡献，以平滑磁盘边界附近的磁螺旋度轮廓。各种传输系数的磁螺旋度的作用进行了研究，并确定的值，导致磁场配置与观察到的。
2002-05-12 astro-ph
Modelling flux tube dynamics
在过去的几年里，太阳磁通量管行为的数值模型已经从使用基本上是一维的方法（即薄通量管近似），或多或少理想化的二维模拟，成为越来越现实的三维案例研究。在这个过程中，人们获得了很多新的知识，例如通量管的可能拓扑结构，以及它们所受到的不稳定性等。在人们可以称之为“通量管太阳发电机范例”的背景下，我将讨论最近研究从光球层深处上升的浮力磁通量管的努力结果，在它们出现在活跃区域并与上层大气中的磁场相互作用之前，我们必须对它们进行观测：即，我不是在讨论与磁亮点有关的通量管，磁亮点可能是由太阳光球层中运行的小规模发电机产生的。所提出的努力是数值MHD模拟扭曲磁通绳和环，旋转和对流相互作用。最终，与观测结果相比，这些模拟的磁表面特征会限制最初导致通量绳产生的发电机过程。伴随着这些新的结果，一些问题（既有旧的也有新的）也随之出现，这些问题与通量管的性质有关，也与太阳能发电机的性质有关。
2002-11-22 astro-ph
The galactic dynamo effect due to Parker-shearing instability of magnetic flux tubes. II. Numerical simulations and the nonlinear evolution
在本文中，我们继续调查的帕克剪切不稳定性进行数值模拟的磁通量管动力学薄通量管近似。我们表明，从数值模拟的通量管的演变是非常相似的线性解决方案，如果垂直位移小于垂直尺度高度$H$的银盘。如果垂直位移与$H$相当，扰动的垂直增长在非线性范围内比在线性范围内更快，并且我们观察到通量管顶部的快速膨胀，这导致数值模拟中的奇异性，如果只考虑宇宙射线的话。然后我们对非均匀外介质的情况进行了模拟，结果表明Parker不稳定性的主导波长与外介质的调制波长相同。因此，在宇宙线压力占主导地位的情况下，与这些短波长调制相关的发电机$α$效应要比与帕克不稳定性的线性最不稳定的长波长模式相关的发电机效应有效得多。在差异旋转和密度波产生的差异力的影响下，$α$效应在旋臂中基本上被放大，而在臂间区域被减弱，这证实了我们之前在线性近似中获得的结果。
1997-11-23 astro-ph
An Instability-driven Dynamo for Gamma Ray Bursts
我们表明，MHD不稳定性驱动发电机（IDD）在热吸积盘的操作是能够产生足够的能量的磁通量沉积率以上和以下的轻度平流吸积盘结构。的发电机是由磁旋转不稳定性（MRI）的一个环向场在剪切流，并受到限制的浮力的“水平”通量和湍流介质中的重连。磁能量沉积的效率估计与中微子损失相当，尽管MHD准直机制可能认为这一过程比中微子爆发驱动的伽马射线暴模型更可行。
2000-05-01 astro-ph
Dynamos and Chemical Mixing in Evolved Stars
在低质量的红巨星分支（RGB）和渐近巨星分支（AGB）恒星中，异常混合必须将氢燃烧壳层附近的物质输送到对流包层。最近，有人提出，浮力磁通量管可以提供必要的传输速率（Busso等人，2007年）。这些场被假定为起源于恒星内部运行的发电机。在这里，我们展示了AGB星的包络中的$α-Ω$发电机需要什么来维持这些字段。差分旋转和旋转通过湍流耗散和坡印亭通量流失，因此，如果剪切可以通过对流补充，那么大规模的环向场强度的$\left<B_ϕ\right>\simeq3\times10^4$ G可以维持在对流区的底部。
2007-12-14 astro-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
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
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
Consideration of the relationship between Kepler and cyclotron dynamics leading to prediction of a non-MHD gravity-driven Hamiltonian dynamo
正则角动量守恒表明，带电粒子通常被限制在极向磁通量表面的极向拉莫尔半径内。然而，更详细的考虑表明，具有临界荷质比的粒子可以具有零正则角动量，因此既不受离心力的影响，也不被限制停留在特定通量表面附近。适当带电的尘埃颗粒可以具有零正则角动量，并且在存在引力场的情况下，将向内螺旋穿过极向磁表面朝向中心物体并积聚。这种积累导致重力驱动的发电机，即，把重力势能转换成类似电池的电功率源的装置。
2007-11-28 astro-ph
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
Introduction to galactic dynamos
本文综述了银河系磁场的研究进展，着重介绍了有关方程的简单解析解，并与观测结果进行了详细的比较。它表明，平均场发电机理论，在其最简单的形式，是在一个非常好的协议与银河系磁场的观测。我们认为盘晕连接通过驱动盘的磁螺旋度通量，在旋涡星系规则磁场的非线性演化中起着至关重要的作用，从而支持了健康的发电机行为.
2004-11-27 astro-ph
The Magnetic Fields of the Universe and Their Origin
最近对十几个星系团的自转测量观测揭示了令人惊讶的大量磁场，其估计的能量和通量平均分别为$\sim 10^{58}$尔格和$\sim 10^{41}$ G cm $^2$。这些量比星系团内单个星系的相干总和大得多，因此需要一个有效的星系发电机。我们将这些场与星系团内的单个活动星系核联系起来，从而与活动星系核阶段的所有星系联系起来。只有中心的大质量黑洞（BH）具有必要的结合能$\sim 10^{61}$ ergs。在BH形成期间，只有吸积盘具有产生增益和磁通量所必需的绕组数，即$\sim 10^{11}$匝。我们提出了一个模型的BH吸积盘发电机，可能会产生这些磁场，螺旋度的$α- Ω$发电机驱动的星盘碰撞。饱和发电机的反作用形成一个无力场螺旋，它携带发电机的能量和通量，并在团簇内重新分配它们。
2000-01-24 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
