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
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
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
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
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
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
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
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
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
Effects of boundary conditions on the dynamics of the solar convection zone
最近对日震数据的分析为与扭转振荡有关的各种有趣的动力学行为提供了证据。目前尚不清楚的是，这些振荡是否一直延伸到对流区的底部，如果是这样，对流区顶部和底部的振荡行为是否不同。人们试图在非线性发电机模型的框架内理解这种行为模式，其中包括发电机产生的磁场对太阳角速度的洛伦兹力的非线性作用。这些模型仍然不确定的一个方面是磁场边界条件的性质。在这里，通过采用一系列物理上合理的边界条件，我们表明，对于近临界和适度超临界发电机制度，振荡一直延伸到对流区的底部。因此，这种渗透是所考虑的模型的一个极其稳健的特征。我们还发现参数范围的超临界模型显示时空碎片的边界条件的选择范围。鉴于其观测的重要性，我们还作了比较研究的振幅的扭转振荡的边界条件的函数。
2002-02-23 astro-ph
The birth of strange stars and their dynamo-originated magnetic fields
它表明，原奇异星（PSS）可以是对流的，有两种可能的情况下描述他们的湍流。除了小于中微子平均自由程的局部湍流外，还可能发生大尺度（~1 km）对流，其性质类似于质子中子星（PNS）中的对流。因此，我们认为，在超新星爆炸后不久的去轻子化阶段，奇怪的恒星也可以产生发电机起源的磁场。根据奇异夸克物质和中子物质发电机作用的不同，是否可以区分奇异星和中子星，还需要进一步的详细研究。奇异星和中子星的磁场在吸积阶段的衰减过程中也可能表现得非常不同。
2001-03-28 astro-ph
Parity properties of an advection-dominated solar $α^2\Om$-dynamo
我们已经开发了一个高精度的代码，它解决了运动发电机的问题，无论是给定的旋转律和对流的情况下，低涡扩散的顺序为$10^{11}$厘米$^2$ /s已知的太阳黑子衰变。我们所有的模型都使用\alf效应，该效应在北（南）半球为正（负）。它集中在位于对流区顶部或底部的径向层中。我们还考虑了均匀分布在整个对流区的\alf效应。本文的主要注意力集中在：（1）解的奇偶性，（2）蝶形图的形式，（3）所得场分量的相位关系。如果日震学推导的太阳内部自转规律被认为是，一个没有高磁雷诺数（对应于低涡扩散率）的湍流的模型失败，在所有三个问题与观测相比。然而，赤道漂移在对流区的底部几米秒的赤道流确实可以强制环向磁场带的赤道迁移类似于所观察到的蝴蝶图，但解决方案只有偶极宇称，如果（正）\alf -效应位于对流区的底部，而不是在顶部。因此，我们可以证实Dikpati & Gilman（2001）的一项类似研究的主要结果。
2002-04-18 astro-ph
Helioseismic data inclusion in solar dynamo models
运动发电机模型中的一个重要组成部分是太阳对流区内的速度场。特别是，差分旋转现在很好地限制了日震观测。日震学还为我们提供了近地层中纬向环流随深度变化的信息。然而，在太阳能发电机模型中使用的典型的速度输入，继续是一个分析适合所观察到的差分旋转和理论上构建的双曲气流剖面，只匹配在表面的峰值流速。在这里，我们采取现实的日震数据同化的第一步，通过提出的方法来构建差分旋转和纬向环流剖面，更紧密地符合目前可用的观测约束。我们还提出了模拟驱动的同化旋转和四个似是而非的配置文件的内部纬向环流-所有这些都符合日震推断近地表深度依赖性，但其幅度是不同的。我们讨论了如何与那些纯粹的分析适合驱动的结果进行比较。我们的结果表明，在太阳对流区的大部分旋转的纬向剪切起着更重要的作用，比速跃层或表面径向剪切，在环向场的诱导。我们还发现，它是赤道逆流的速度在对流区的底部的对流，而不是多远到辐射内部渗透，主要决定发电机周期。鉴于改进的日震约束，预计将在未来，我们的分析奠定了基础，这些数据内发电机模型同化。
2009-06-29 astro-ph
Can cellular convection in a rotating spherical shell maintain both global and local magnetic fields?
本文对旋转球壳内对流驱动磁流体发电机进行了数值模拟，球壳内的流动和磁场具有明确的结构单元。这种发电机可以被称为确定性的，与那些明确依赖于假设的湍流性质的发电机相反。从研究恒星磁性本质的角度来看，最有趣的例子表现出以下特征。在全球范围内，对流可以维持一个“一般”的磁场与符号交替的偶极分量。局部（在许多情况下，双极）磁结构与对流单体有关。分裂的局部结构变成背景场，向两极漂移。极地地区的磁场有时会发生逆转，因为“新”的背景磁场会驱逐“旧”的磁场。
2006-10-25 astro-ph
Seed fields for galactic dynamos by the magnetorotational instabilities
本文提出了一个线性的、全局性的盘几何磁旋转不稳定性（MRI）的数值模型，用来估计星系的不稳定性参数。相似性规则建议的本地分析，揭示了一个普遍的行为接近全球计算结果的大磁普朗特数。研究结果被用来估计其非常大的磁普朗特数，不能达到任何数值模拟的星系的MRI特性。所得到的不稳定性的最小场Bmin 10-25 G与目前讨论的任何种子场相比都很小。磁共振成像的增长时间估计是在内部刚性旋转核心的旋转周期的顺序，即~100万年。全局MRI优先激发四极对称的磁场模式。
2004-05-12 astro-ph
Dynamical variations of the differential rotation in the solar convection zone
最近对日震观测的分析似乎表明，存在着两种与太阳对流带动力学有关的新现象。首先，目前存在的扭转振荡的周期约为11年，其中渗透到太阳对流区显着，其次，振荡制度存在附近的对流，这是显着不同的顶部附近观察到的，有显着减少的周期或非周期性的底部。最近，时空碎片/分叉已被提出作为一种可能的动力学机制，以解释在太阳对流区的不同部分观察到的多模行为。这种情况下的证据是在一个轴对称的平均场发电机模型在一个球壳，半开放的外边界条件和零阶角速度的MDI数据的反演，其中唯一的非线性是洛伦兹力的发电机产生的磁场对太阳角速度的作用。在这里，我们做了一个详细的研究，这个模型的鲁棒性方面的合理变化，其主要成分，包括变化的α和eta配置文件，以及列入一个非线性α淬火。我们发现，时空碎片是存在于这个模型中的旋转数据的不同选择和模型的细节是不同的。两者合计，这些结果提供了强有力的支持的想法，时空碎片很可能发生在一般发电机设置。
2000-12-06 astro-ph
Alpha effect and turbulent diffusion from convection
目的：研究描述湍流对流中大尺度磁场演化的湍流输运系数。研究方法：我们使用的测试场方法与三维数值模拟的湍流对流与剪切和旋转计算湍流输运系数描述的大尺度磁场的演变在运动学制度的平均场论。一维平均场模型与推导出的湍流输运系数进行比较，直接模拟。结果：α效应随着旋转的增加而单调增加。湍流扩散系数eta_t与湍流垂直速度的平方成正比。而eta_t的减少近似成反比的场的波数，α效应和湍流泵浦表现出更复杂的行为。在存在剪切和无旋转的情况下，诱导了小的α效应，其似乎不显示作为剪切的函数的任何一致的趋势。如果剪切足够大，这个小的α能够激发平均场模型中的发电机。负责驱动剪切电流效应的系数显示了几个符号的变化作为深度的函数，但也能够有助于发电机行动的平均场模型。在这些情况下的增长率远低于直接模拟表明，一个不相干的α-剪切发电机也可能在他们的行动。如果旋转和剪切都存在，α效应更加明显。剪切流和Omega x J效应的组合也比仅剪切的情况下更强，但低于α-剪切发电机。直接模拟的结果是一致的平均场模型，其中所有这些影响都考虑到，而不需要调用非相干效应。
2009-07-29 astro-ph
A growing dynamo from a saturated Roberts flow dynamo
利用直接模拟、弱非线性理论和非线性平均场论，证明了饱和非线性发电机的猝灭速度场本身可以作为运动发电机。该流动由在没有磁场的情况下将产生罗伯茨流动的强制函数驱动。这个结果证实了F. Cattaneo & S. M. Tobias（arXiv：0809.1801）对于更复杂的湍流对流的情况，表明这可能是非线性发电机的一个共同属性;另见Kavli理论物理研究所在线给出的演讲（http：//online.kitp.ucsb.edu/online/dynamo_c08/cattaneo）。有人认为，这个属性可以用来测试非线性平均场发电机理论。
2008-10-18 astro-ph
Dynamo action by differential rotation in a stably stratified stellar interior
磁场可以在差动旋转恒星的稳定分层（非对流）层中产生。环向磁场中的磁不稳定性（由差动旋转缠绕）取代了对流在闭合场放大环中的作用。泰勒不稳定性可能是最相关的磁不稳定性。一个发电机模型是从这些成分，并应用于恒星内部的角动量输运问题。它产生一个主要是水平的场。这个发电机过程可能解释了太阳核心中观察到的旋转模式。
2001-11-09 astro-ph
Torsional oscillations in the solar convection zone
最近对日震观测的分析表明，先前观测到的表面扭转振荡明显向下延伸到太阳对流区。在试图理解这些振荡，我们研究的磁场和太阳的差分旋转的背景下的平均场发电机模型，其中的非线性是由于太阳角速度的发电机产生的磁场的洛伦兹力的方位角分量的作用之间的非线性耦合。选择基本的零阶角速度以与最近的日震数据一致。该模型产生的蝴蝶图是在定性的意见。它显示了穿透对流区的扭转振荡，并随着时间的推移向赤道迁移。发现这些振荡的周期是全球磁场周期的一半。这与观测到的表面扭转振荡周期是一致的。在对流区内部，这是一个可检验的预测，目前为止的观测结果并没有排除这种可能性。
2000-10-17 astro-ph
The Sun's Preferred Longitudes and the Coupling of Magnetic Dynamo Modes
观测结果表明，太阳活动呈非轴对称分布，集中在“优先层”。这表明非轴对称磁场在太阳活动起源中的重要作用。我们研究了非轴对称磁场的产生及其与轴对称太阳磁场的耦合。我们的运动学生成（发电机）模型在一个球体中运行，包括太阳能差分旋转，它近似的差分旋转通过反演的日震数据，湍流电阻率，非轴对称平均螺旋度，对流区和对流环流的建模分布。我们发现：（1）非轴对称模态主要集中在对流层底部附近，也就是活动区开始形成的地方，以及$30^{\circ}$附近的纬度上，（2）非轴对称模态和轴对称模态的耦合导致非轴对称模态跟随太阳活动周期;（3）第一个非轴对称模的自转速率与行星际空间中确定的自转速率接近。
2003-12-08 astro-ph
At the Bottom of the Main Sequence: Activity and magnetic fields beyond the threshold to complete convection
主序列的底部承载具有根本不同属性的对象。质量约为0.3 M $_{\odot}$时，恒星完全对流，质量约为0.08 M $_{\odot}$时，燃烧氢的主序星结束;质量较小的天体是棕矮星。虽然恒星和褐矮星经历了非常不同的演化，但它们的内部结构对大气层的影响相对较小。磁场和活动的产生显然与部分对流和完全对流之间的阈值有关，因为像太阳$αΩ$ -发电机那样涉及剪切层的发电机机制必须停止。因此，可以预期那里的恒星活动会发生变化。对恒星活动的观测并没有证实对流边界处的活动迅速中断，但在完全对流的一侧，活跃恒星和快速旋转恒星的比例较高。我总结了目前的恒星活动和磁场测量在底部的主要序列和目前的结果旋转制动以外。
2007-12-18 astro-ph
Magnetoconvection and dynamo coefficients: Dependence of the alpha-effect on rotation and magnetic field
我们提出了三维可压缩磁对流在一个旋转的矩形盒，代表了一部分的太阳对流区的数值模拟。盒子里有一个对流不稳定层，周围是有过冲对流的稳定分层层。磁雷诺数Rm选择为亚临界，从而排除了通过发电机作用的磁场的自发增长，并且一旦对流达到统计稳定状态，则通过将恒定磁场引入到箱中来维持磁能。在科里奥利力的影响下，磁场的平流导致对平均电场的非零贡献，由uxb给出。从这个电场，我们计算的α效应，分别为稳定和不稳定的分层层，平均随着时间的推移和适当定义的体积。从α的变化，我们得到一个误差估计，α的旋转和磁场强度的依赖关系进行了研究。证据被发现为旋转淬火的垂直α效应，并为一个单调增加的水平α效应随着旋转。对于Rm~30，我们对垂直和水平α效应的结果与磁猝灭一致，系数为1/[1+Rm（B_0/B_eq）^2]。小尺度电流螺旋度和垂直分量的α的符号被发现是相反的各向同性湍流。
2001-08-16 astro-ph
Dynamo models and differential rotation in late-type rapidly rotating stars
越来越多的证据不仅可以证明快速旋转的冷恒星的表面差异旋转，而且在少数情况下，还可以证明时间变化，这可能类似于太阳的扭转振荡。由于现有数据长度短，分辨率低，目前难以确定这种变化的确切性质，因此理论投入对于帮助评估可能预期的行为模式至关重要，并将有助于解释观测结果。在这里，我们在这个方向上的第一步，通过研究这些恒星的对流区的变化，使用一个二维的轴对称平均场发电机模型在一个球壳，其中唯一的非线性是恒星角速度上的发电机产生的磁场的洛伦兹力的方位角分量的作用。我们考虑具有不同动力活跃区域深度的三个模型族。对于适度的超临界发电机数，我们发现扭转振荡，渗透到对流区的底部，类似于太阳的情况。对于较大的发电机数，我们发现在某些情况下，有时有其他的动力学行为模式，包括准周期性和混乱的碎片。我们发现由洛伦兹力引起的角速度分布的最大偏差是百分之几的数量级，这意味着原来假设的“背景”旋转场没有强烈的扭曲。
2004-12-14 astro-ph
Does Betelgeuse have a magnetic field?
Freytag等人最近对冷的超巨星参宿四的外对流包层的数值模拟表明，恒星视光度的波动可能是由巨胞对流引起的。这些模拟带来了解决另一个问题的可能性，即参宿四等恒星是否可能具有磁场活动。通过对这颗恒星表面的详细数值模拟，我们应用了运动学发电机分析来研究这颗超巨星的流场是否能够放大一个弱的种子磁场。我们确实发现了磁能的正指数增长率。可能的参宿四发电机可以被描述为属于所谓的“局部小尺度发电机”（即旋转不占主导地位的发电机），但这在参宿四的情况下是一个意义不大的名称，因为该领域是全球性的和大尺度的。
2002-08-29 astro-ph
