Variations of the solar cycle profile in a solar dynamo with fluctuating dynamo governing parameters
太阳活动周期的幅度和形状各不相同。周期的形状和振幅之间有几个经验关系，特别是Waldmeier关系。由于太阳周期被认为是太阳发电机作用的结果，这些关系需要在这个理论的框架内得到解释，本文旨在提出一种可能的解释。我们与太阳活动的周期到周期的变化，太阳能发电机驱动器的波动，主要是在负责恢复的极向磁场从环形的参数波动。具体地说，我们在基于微分旋转和$α$效应的平均场发电机框架下建立了这样一个模型。我们证明了一个现实的旋转曲线和非线性与磁螺旋度平衡的基础上的平均场发电机再现定性和定量的Waldmeier关系观察到的太阳黑子数据自1750年以来（SIDC数据）。该模型还或多或少成功地再现了所讨论的参数之间的其他关系，特别是奇数和偶数周期之间的联系（Gnevyshev-Ohl规则）。我们的结论是，当代太阳发电机理论提供了一种方法来解释太阳黑子记录的太阳活动的周期到周期的变化。我们讨论了恒星活动周期模型的重要性，从HK项目的数据中可以看出，恒星活动周期具有类似于太阳周期的周期变化。
2012-05-23 astro-ph.SR
Turbulent processes and mean-field dynamo
本文探讨了平均场发电机理论在太阳物理中的应用，分析了多种湍流效应及其对现代太阳发电机模型的影响，并介绍了从对流局部模拟推导湍流输运系数的方法。
2023-11-22 astro-ph.SR
Dependence of stellar magnetic activity cycles on rotational period in nonlinear solar-type dynamo
本文用非线性发电机模型研究了太阳型恒星在14 ~ 30天自转周期范围内大尺度磁场的湍流产生。我们的模型考虑到非线性效应的动力学淬火的磁螺旋，和逃逸的磁场从发电机区域由于磁浮力。结果表明，所观察到的旋转周期和活动周期的持续时间之间的相关性可以解释的分布式发电机模型的框架下，从磁浮力或磁螺旋度的湍流产生的动态磁反馈作用。我们讨论的影响，我们的研究结果的理解发电机过程中运行的类太阳恒星。
2016-02-25 astro-ph.SR
An overshoot solar dynamo with a strong return meridional flow
在低涡动扩散率的情况下，涡动环流在确定发电机作用的基本机制方面起着至关重要的作用。强回流和深驻点的磁通量输送发电机的情况下，讨论了一个积极的$α$效应位于过冲层和旋转规律与日震学一致。通过线性发电机模型，将表明低纬环带的迁移和活动周期与观测结果是一致的。此外，与以往的调查，偶极溶液的典型的临界发电机数显着小于四极溶液，即使在强流的制度。
2011-12-21 astro-ph.SR
Towards understanding dynamo action in M dwarfs
M矮星磁活动观测研究的最新进展迫切需要恒星发电机理论的支持。我们提出了一个战略，连接观察和理论研究。特别是，我们提出了四个磁配置，出现相关的矮星从发电机理论的最保守的版本的观点，并讨论了观测测试，以确定观测配置。正如预期的那样，任何此类识别都包含大量不确定性。然而，总的来说，形势似乎没有预期的那么悲观。个别恒星的现象学和发电机模型之间的几个鉴定建议。值得注意的是，所有讨论的模型都预测在相当高的恒星纬度上有大量的表面磁活动。从我们观察太阳的经验来看，这个预测看起来是出乎意料的（当然，太阳在某些基本方面与这些晚型矮星不同）。我们强调，更充分地了解这一主题需要长期（至少15年）监测M矮星的塞曼多普勒成像。
2015-03-17 astro-ph.SR
Effects of dynamo magnetic fields on observational properties of Accreting Millisecond X-ray Pulsars
本文研究了在低质量X射线双星中快速旋转的中子星--吸积毫秒X射线双星。这些系统显示出相干的X射线脉动，当吸积流被磁性引导到恒星表面时产生。在这里，我们已经建立了吸积毫秒X周围的吸积盘的基本方程，在有发电机存在的情况下，射线吸积在盘的内部产生磁场，我们还建立了盘的内部区域的结构方程的数值方法，最高吸积率足以使盘的内部区域被辐射压和电子所压倒。散射最后，我们用发电机磁场对吸积毫秒X射线谱的影响检验了我们的结果。
2020-08-16 astro-ph.HE astro-ph.SR
Solar Dynamo and Toroidal Field Instabilities
在文献中讨论了位于速跃层中的环向场的非轴对称（扭结）不稳定性的可能性。本文将简要回顾由混合环向和极向位形产生的扭折和准交换不稳定性的基本性质。特别是它将被证明是强烈的不稳定模式本地化的赤道附近，而不是附近的极点，因为经常声称在文献中。根据最近的数值模拟结果，有人认为，一个非零的螺旋度已经可以产生在一个非线性的水平。平均场的太阳发电机，然后构建一个积极的$α$ -效应的过冲层定位在赤道附近和纬向环流与深回流。最后，太阳活动周期是由一个$αΩ$发电机所产生的负的次表层剪切超颗粒层的可能性也将进行讨论。
2012-11-23 astro-ph.SR
Solar differential rotation: origin, models, and implications for dynamo
日震学表明，太阳内部的对流和差异旋转所占据的区域几乎重合。这支持了对流和旋转之间相互作用的结果的差分旋转起源的领先理论概念。这个演讲概述了差动旋转理论的现状。基于该理论的数值模型非常接近地再现了观测到的太阳自转。该模型还计算了对流区的对流，并预测对流区底部的流动与表面相比并不小。讨论了作为恒星质量和自转速率函数的恒星差分自转的理论预测，并与观测结果进行了比较。简要讨论了太阳和恒星发电机的微分自转模型的意义。
2011-10-11 astro-ph.SR
Small-scale dynamos on the solar surface: dependence on magnetic Prandtl number
在太阳表面层可能的小规模发电机行动的问题是重新与现实的三维MHD模拟。在其他的MHD问题，发电机行动被发现是一个敏感的函数的磁普朗特数${\rm P_{\rm m} }=ν/η$，它消失在一个临界值${\rm P_{\rm c}}$，这是一个函数的数值分辨率。在3.5 km的网格间距处，基于代码（STAGGER）中实现的超扩散系数的${\rm P_{\rm c}}$为$\approx 1$，随着网格间距的增加而增加。在其他设置中，它仍然不确定是否存在小规模发电机行动的天体物理极限，其中${\rm P_{\rm m} }<<1$和磁雷诺数${\rm R_m}\gg 1$。这个问题是讨论的背景下，外部杂散字段被观察到在其他数值和实验室系统中产生和维持发电机行动的强烈影响，并与II型超瞬态行为的发电机行动中观察到的外部字段的情况下。
2015-05-18 astro-ph.SR
Predicting a solar cycle before its onset using a flux transport dynamo model
我们首先回顾了第24周期开始前的预测。在总结了通量输运发电机模型的基础知识之后，我们讨论了如何使用这个模型来成功地预测太阳活动周期~24，假设太阳活动周期的不规则性是由于Babcock-Leighton机制中的波动引起的。我们指出，纬向环流的波动可能是周期不规则的另一个原因。
2018-08-26 astro-ph.SR
Solar magnetoconvection and small-scale dynamo: Recent developments in observation and simulation
本文对太阳磁对流的一些观测和理论问题进行了综述。我们讨论了最近的事态发展，我们的理解的小尺度结构的磁场在太阳表面和它的相互作用与对流，这是在当前的研究中心。主题范围从超颗粒形成的磁网络上的活跃区域的谱区到无处不在的“湍流”网络场。在理论方面，我们专注于磁场产生的小规模发电机行动。
2015-11-13 astro-ph.SR
Rogue active regions and the inherent unpredictability of the solar dynamo
地表通量输运模型和通量输运发电机理论的新发展使人们产生了这样的概念，即某些具有异常性质（位置、倾角和/或黑尔/非黑尔特征）的大型活动区可能对随后几年的太阳活动过程产生重大影响，也会影响随后太阳活动周期的幅度。在这里，我们讨论我们目前的理解，这种“流氓”活跃地区的太阳活动的周期到周期的变化的作用。
2018-04-10 astro-ph.SR
Waldmeier relations and the solar cycle dynamics by the mean-field dynamos
太阳黑子周期的长期变化，如沃尔夫数所记录的那样，被印刻在不同种类的统计关系中，这些统计关系与周期振幅、持续时间和形状有关。这个问题总是得到特别的关注，因为它对太阳活动预测很重要。讨论了具有涨落α效应的平均场发电机模型的统计性质。此外，我们估计的动力学性质的模型的长期和短期的时间尺度，并比较它的动态的太阳黑子数数据集。
2012-11-11 astro-ph.SR
Evolution of solar and stellar dynamo theory
本文回顾了太阳与恒星发电机理论与建模的历史演化及现状，重点分析了平均场电动力学、磁螺旋度守恒、较差自转等仍未解决的“张力点”，并展望了理论与恒星磁活动观测间的潜在联系。
2023-05-26 astro-ph.SR
Global simulations of stellar dynamos
太阳磁场的发电机机制一直是天体物理学中的一个未解决的问题。不同的理论被提出来解释这些现象，但都无法重现太阳磁场的观测特性。因此，从头计算模拟的对流发电机在一个球壳原来是解决这个问题的最佳选择。在这项工作中，我们回顾了过去几十年来在全球模拟中所做的努力。关于平均流的发展和维持，以及平均磁场，我们讨论了不同的模拟策略之间的协议和分歧点。特别注意的是与EULAG-MHD代码进行的隐式大涡模拟。
2020-01-29 astro-ph.SR
The Global Solar Dynamo
简要总结了太阳发电机研究所依据的各种观测和限制。然后简短地回顾了表明太阳能发电机是巴布科克-莱顿类型的阿尔法-欧米茄发电机的论点。主要的未决问题仍然与次表面动力学有关，包括为什么太阳黑子出现在熟悉的蝴蝶翅膀中的首选纬度，为什么周期约为11年，以及为什么太阳黑子群相对于赤道倾斜（乔伊定律）。接下来，我们转向磁螺旋度，其守恒性质已被确定与大尺度磁场在大磁雷诺数的直接数值模拟中发现的下降。然而，穿过太阳表面的螺旋度磁通量可以缓解这个问题，并将理论与观测联系起来，这将在后面讨论。
2016-02-04 astro-ph.SR
Recent advances in the 3D kinematic Babcock-Leighton solar dynamo modeling
在这篇综述中，我们解释了最近的进展，在太阳的巴布科克-莱顿发电机模型，这是最成功的解释太阳周期的各种属性。在一般情况下，这些模型是二维轴对称的，平均场发电机方程求解的meridional平面的太阳。各种物理过程（例如，磁浮力和Babcock-Leighton机制）本质上是3D过程，不能在2D框架中正确建模。在指出2D模型的局限性（例如，平均场Babcock-Leighton发电机模型和表面通量传输模型），我们描述了最近开发的下一代3D发电机模型，该模型实现了更复杂的通量出现算法，即浮力通量管上升通过对流区，并比以前的2D模型更逼真地捕捉Babcock-Leighton过程。详细的结果，从这些三维发电机模型，包括表面通量输运对应。我们解释了周期的不规则性，在3D发电机模型中再现通过引入散射周围的倾斜角。通过同化观测到的光球对流速度场到三维模型的一些结果进行了讨论，指出这些三维模型举行交付的广泛机会。
2020-09-08 astro-ph.SR
Starspots, Stellar Cycles and Stellar Flares: Lessons from Solar Dynamo Models
在这篇综述中，我们讨论了目前的太阳发电机模型是否可以外推，以解释恒星活动的各个方面。我们首先总结了以下几种类太阳恒星的数据：（i）多年来来自Ca H/K发射的恒星周期数据;（ii）表明热日冕活动的X射线数据;（iii）星点数据（特别是关于巨大的极点）;和（iv）与恒星超耀斑有关的数据。然后介绍了太阳发电机模型的研究现状-介绍了目前比较受欢迎的太阳活动周期模型-通量输运发电机模型。虽然将这个模型外推到类太阳恒星可以解释观测数据的某些方面，但数据的某些其他方面仍然需要理论解释。目前还不清楚我们是否需要一种不同的发电机机制来处理具有巨大星点或产生非常强烈的超级耀斑的恒星。
2016-12-08 astro-ph.SR
Small-scale dynamos: From idealized models to solar and stellar applications
本文综述小尺度发电机从宁静太阳观测、理想化运动学增长与非线性饱和模拟，到太阳及类太阳恒星对流发电机应用的研究进展。
2023-05-04 astro-ph.SR
Dynamos in Stellar Convection Zones: of Wreaths and Cycles
我们生活在一颗磁星附近，它的活动周期是由地表下的发电机驱动的。在太阳对流区，自转与等离子体运动相结合，形成高度组织化的磁场，这些磁场在太阳表面爆发，并经历相对规则的极性反转周期。尽管我们离太阳很近，但它的发电机的性质仍然难以捉摸，但对其他太阳型恒星的观察表明，表面磁性几乎是一个普遍存在的特征。近年来，对流和发电机作用的数值模拟取得了长足的发展。全球尺度的组织和循环磁性正在由几个小组在截然不同的太阳和恒星模拟中实现。在这里，我将谈谈在数值方面的进展，包括可能占据恒星对流区的花环状发电机。我将讨论新的模拟之间的相互作用，各类平均场模型，以及当前和即将到来的太阳和恒星观测。
2010-11-12 astro-ph.SR
Paradigm shifts in solar dynamo modeling
太阳发电机理论的选定主题正在突出。近地表剪切层的可能相关性进行了讨论。湍流向下泵送的作用与先前的关注有关，即发电机产生的磁场会因磁浮力而迅速从对流区消失。有人认为，剪切介导的小尺度磁螺旋度通量是负责最近的一些大规模发电机模拟的成功。这些通量有助于处理多余的小尺度磁螺旋度。这种小尺度的磁螺旋度，反过来，是在响应生产的整体倾斜在每个帕克环。本文对均匀切变系统的螺旋度通量作了初步计算。在太阳中，磁螺旋通量的影响可以在日冕物质抛射中看到，它会释放出大量的磁螺旋。
2009-05-09 astro-ph.SR
Alpha effect and dynamo in density-stratified turbulence with large-scale shear: applications to protoplanetary discs and astrophysical clouds
Ben-Gurion University of Negev（内盖夫本-古里安大学）
研究密度分层湍流与大尺度剪切共同作用产生的α效应和平均场发电机效应，探讨其在原行星盘和天体物理云中的应用。
2026-03-18 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.SR
On the role of numerical diffusivity in MHD simulations of global accretion disc dynamos
本文指出全局吸积盘MHD模拟中β远大于1的矛盾可能源于数值磁扩散率，并通过线性剪切弱磁场精确解说明磁能放大受磁雷诺数限制。
2023-12-07 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.flu-dyn
Hysteresis between distinct modes of turbulent dynamos
太阳发电机的非线性平均场模型显示了长期的变化，这可能与从长期放射性碳数据推断的不同活动状态有关。本文的目的是探索的直接数值模拟的Kitchatinov \& Olemskoy（2010）的最新平均场模型预测的发电机滞后。我们进行三维模拟的大型发电机在剪切盒螺旋强制湍流。作为初始条件，我们要么采用弱随机磁场，要么从早期模拟的快照开始。两个准稳定的状态被发现共存在一定范围内的参数接近的大规模发电机的发病。根据初始条件，模拟收敛到这些状态之一。当分数螺旋度或磁普朗特数在连续运行之间增加到发电机开始的临界值以上时，场强跳到一个有限值。然而，当分数螺旋度或磁普朗特数然后再次降低时，场强度保持在类似的值（强场分支），甚至低于原始开始。我们还观察到间歇性衰减阶段远离强场分支接近大规模发电机行动的点是可能的。因此，在平均场模型中先前看到的发电机滞后通过3D模拟再现。它可能与太阳活动的不同模式，如大极小期的讨论。
2015-04-23 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
