Alleviating alpha quenching by solar wind and meridional flow
我们研究的能力，磁螺旋驱逐，以减轻灾难性的$α$淬火平均场发电机在二维球楔域。受太阳外部区域物理状态的启发，我们考虑了具有动力学$α$猝灭的$α^2Ω$平均场模型。我们包括两个机制，有可能促进螺旋度驱逐，即平流的平均流（“太阳风“）和对流环流。我们发现，风单独可以防止灾难性的淬火，在有限的振幅饱和的字段。在某些参数范围内，大规模纬向环流的存在可以加强这种缓解。然而，饱和场强通常低于均分场强。我们讨论了可能增加饱和场的机制。
2011-01-29 astro-ph.SR
Current helicity of active regions as a tracer of large-scale solar magnetic helicity
我们证明了在太阳活动区观测到的电流螺旋度跟踪大尺度发电机产生的磁场的螺旋度。我们使用一个先进的二维平均场发电机模型与发电机饱和的基础上的演变的磁螺旋度和代数淬火。为了比较，我们还研究了一个更基本的二维平均场发电机模型与简单的代数α淬火。利用这些数值模型，我们得到了小尺度电流螺旋度和大尺度磁螺旋度的蝶形图，并与观测得到的活动区电流螺旋度蝶形图进行了比较。这种比较表明，目前的螺旋度的活动区，估计由$-{\bf A \cdot B}$评估的深度，从活动区的出现，类似于观测数据比小尺度的电流螺旋度直接计算的螺旋度演变方程。这里，${\bf B}$和${\bf A}$分别是发电机产生的平均磁场及其矢势。给出了这些结果的理论解释。
2012-04-25 astro-ph.SR
Current helicity constraints in solar dynamo models
我们调查在何种程度上，目前在太阳活动区观测到的螺旋度分布是兼容的太阳发电机模型。我们使用一个先进的二维平均场发电机模型发电机行动主要集中在底部附近的对流区，发电机饱和的基础上的演变的磁螺旋度和代数淬火。为了比较，我们还研究了一个更基本的二维平均场发电机模型与简单的代数α淬火。利用这些数值模型，我们得到了小尺度电流螺旋度和大尺度磁螺旋度的蝶形图，并与观测得到的活动区电流螺旋度的蝶形图进行了比较。这种比较表明，目前的螺旋度的活动区，估计由$-A \cdot B$评估的深度，从活动区的出现，类似于观测数据比小尺度的电流螺旋度直接计算的螺旋度演变方程。这里，$B$和$A$分别是发电机产生的平均磁场及其矢势。
2012-12-07 astro-ph.SR
Shear-driven and diffusive helicity fluxes in alpha-Omega dynamos
我们提出了非线性平均场α-欧米茄发电机模拟在球形几何形状的简化配置文件的运动学α效应和剪切。我们考虑到磁螺旋度的演变，通过求解一个动力学方程的磁α效应。这给出了一个一致的平均场发电机模型中的猝灭机制的描述。这项工作的主要目标是探索这种淬灭机制在类太阳几何形状的影响，特别是调查的作用，磁螺旋通量，特别是扩散和Vishniac-Cho（VC）通量，在大的磁雷诺数（Rm）。对于具有负径向切变或正纬向切变的模型，磁α效应在北（南）半球主要具有负（正）符号。在没有磁通量的情况下，我们发现磁能与Rm^-1有关，这在以前的工作中已经发现。这种灾难性的猝灭在具有扩散磁螺旋度通量的模型中得到了缓解，即使在Rm= 10 ^7的情况下，这种扩散磁螺旋度通量也能产生与均分值相当的磁场。另一方面，具有剪切驱动的Vishniac-Cho通量的模型显示出相对于没有通量的模型，磁场的幅度增加，但仅限于Rm<10 ^4。这主要是假设太阳外存在真空的结果，真空不能支持大量的VC通量穿过边界。然而，与扩散磁通相比，VC磁通改变了磁场的分布。此外，如果VC通量的表达式中的一个不确定的比例因子足够大，亚临界发电机行动是可能的，这是由剪切和当前螺旋度通量的发散的作用驱动。
2010-05-26 astro-ph.SR
Alleviation of catastrophic quenching in solar dynamo model with nonlocal alpha-effect
Babcock-Leighton型非定域α效应由于磁螺旋度守恒而不易发生灾难性猝灭。这是一个发电机模型，它联合应用非局部α效应，抗磁泵，和磁α效应的动力学方程。相同的模型显示灾难性的淬火时，α效应改变其本地配方。非局部模型显示了偶极对称磁场的优先激发，其振荡周期约为10年，并且具有约1000倍的环极场比。
2011-01-17 astro-ph.SR
Magnetic helicity fluxes and their effect on stellar dynamos
我们研究了磁场驱动的α ^2发电机中的磁螺旋度通量，以证明它们能够减轻灾难性的猝灭。使用一维平均场形式来获得10^5量级的磁雷诺数。我们研究了通过中平面的扩散磁螺旋度通量以及最近提出的交替动态淬火形式主义。通过加入剪切力，我们对发生发电机作用的剪切力和强迫力参数的临界值进行了参数扫描。对于这个$αΩ$发电机，我们发现首选模式关于中平面反对称。这也验证了在3-D直接数值模拟。
2012-01-16 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Characterisation of the turbulent electromotive force and its magnetically-mediated quenching in a global EULAG-MHD simulation of solar convection
我们对Passos等人在2014年提出的全球磁流体动力学对流的EULAG-MHD千禧年模拟进行了平均场分析。模拟中的湍流电动势与周期性轴对称平均磁场及其一阶空间导数线性相关。在模拟的正交平面中的每个网格点处，这种假设关系涉及27个独立的张量系数。在Racine等人2011的基础上，我们通过基于奇异值分解的最小二乘最小化过程从模拟数据中提取这些系数。重建的α张量与Racine等人2011年获得的结果一致，他们在拟合中没有包括平均场的导数，以及Augustson等人2015年从不同的ASH MHD模拟中提取的α张量。湍流磁扩散率张量β的各向同性部分是正定的，在对流流体层的中间达到5.0x10^7 m2 s-1的值。α_phiphi和β_phiphi分量的空间变化很好地再现下的SOCA下得到的表达式，与一个良好的匹配的振幅需要的湍流相关时间约5倍小于小尺度湍流的估计周转时间。我们发现的α-效应的磁淬灭主要是由减少的小尺度流的动力学螺旋度，与电流螺旋度的变化在模拟域中的大多数位置中发挥较小的作用。我们的湍流扩散率淬火的测量仅限于β_phiphi组件，但表明较弱的淬火，由1.36的一个因素，比α效应，在我们的模拟下降了三个因素之间的最小和最大阶段的磁循环。
2016-04-06 astro-ph.SR
Magnetic helicity fluxes in an alpha-squared dynamo embedded in a halo
我们提出的强迫湍流在板的平均动力学螺旋度有一个最大的中平面附近的模拟结果，产生梯度的大小尺度场的磁螺旋度。我们还研究了系统，有不良的传导缓冲区远离中平面，以评估边界的影响。动力学α猝灭现象要求小尺度场的磁螺旋度接近一个近似静态的、规范无关的态。应力测试这种稳定状态的条件，我们选择了一个系统的动力学螺旋度的统一标志，使总磁螺旋度可以达到一个稳定状态值，只有通过通量通过边界，这本身是抑制的速度边界条件。即使这样的设置，小尺度的磁螺旋度被发现达到一个稳定的状态。与以前的工作一致，小尺度场的磁螺旋度通量被发现是有害扩散的。通过比较有和没有晕的结果，我们表明，在边界上的磁螺旋度的人为约束没有显着的影响的演变的磁螺旋度，除了“软”（晕）边界条件给出了较低的能量的饱和平均磁场。
2010-04-26 astro-ph.SR
Generalized quenching of large-scale magnetic dynamos in anisotropic flows
伴随着大尺度上相反符号增长的小尺度磁螺旋度的建立是平均场发电机的传统动力学猝灭理论的核心。然而，传统的形式主义假设各向同性湍流，从而排除了磁洛伦兹反反应的一部分。这使得它不足以预测一般各向异性流动的完全淬火。为了克服这一不足，我们推导出一个新的广义淬火形式主义，包括充分的反作用洛伦兹力，和一个新的“选择性阻尼$τ$“封闭，保持磁螺旋。我们应用的形式主义的$\bmα^2$发电机的例子，并显示其预测淬火不同情况下的湍流-各向同性螺旋，各向异性螺旋，各向异性非螺旋。它预测强于常规淬火一般，但减少到传统的情况下，在螺旋各向同性的限制。
2020-06-09 astro-ph.GA astro-ph.SR physics.flu-dyn
Turbulent magnetic helicity fluxes in solar convective zone
等离子体的螺旋运动（$α$效应）和非均匀（微分）旋转的联合作用是太阳和银河系大尺度磁场的一个重要发电机机制。小尺度场的磁螺旋度动力学是非线性发电机饱和的关键机制，其中湍流磁螺旋度通量允许避免$α$效应的灾难性淬灭。太阳和类日恒星的对流区以及星系盘是产生湍流磁螺旋度通量的源。在平均场近似和谱$τ$近似的框架下，我们利用库仑规范导出了密度分层湍流中的湍流磁螺旋度通量。湍流磁螺旋度通量包括非梯度和梯度贡献。非梯度磁螺旋度通量与非线性有效速度（在没有密度分层的情况下为零）乘以小尺度磁螺旋度成正比，而梯度贡献描述了小尺度磁螺旋度的湍流磁扩散。此外，湍流磁螺旋度通量包含与动力学$α$效应或其梯度成比例的源项，以及由大尺度切变（太阳差异旋转）引起的贡献。我们已经证明，由于动力学$α$效应及其径向导数与小尺度磁螺旋度的非线性磁扩散相结合的湍流磁螺旋度通量在太阳对流区占主导地位。
2022-08-13 astro-ph.SR
Mean-field dynamos: the old concept and some recent developments
本文转载了卡尔·史瓦西2013年的演讲。解释了电磁运动导电流体中平均场的电动力学和磁流体力学的一些基本思想。需要强调的是，平均电动势与平均磁场及其一阶空间导数之间的联系一般来说既不是局部的，也不是瞬时的，而且相当多的关于平均场概念的假定失效的主张都是由于忽略了这一方面而产生的。除了平均场发电机机制的$α^2$和$α$ $Ω$型几个其他的考虑。平均场电动力学和磁流体力学的许多进展都是由计算确定平均电动势与平均磁场之间关系的系数的试验场方法引起的。作为一个重要的例子，解释了均匀各向同性湍流中的记忆效应。在磁流体动力学湍流中，可能存在一种与平均磁场无关的平均电动势，称为吉泽效应。尽管做了许多努力，但迄今为止还没有令人信服的关于$α$淬灭的全面理论，即随着平均磁场的增大，$α$效应的减小，以及平均场发电机的饱和。对这样一个理论的步骤进行了解释。最后，对发电机的实验室试验作了一些评论。
2014-02-26 astro-ph.SR
Helicity conservation in nonlinear mean-field solar dynamo
我们使用包含次表层剪切的轴对称发电机模型来探讨磁螺旋度守恒对平均场太阳发电机的影响。我们的研究结果支持了Hubbard & Brandenburg（2012）最近的发现，他们认为如果考虑到总磁螺旋度守恒，平均场发电机中的灾难性淬灭会得到缓解。我们表明，太阳发电机可以在磁雷诺数高达$10^{6}$的宽范围内运行。我们还发现，磁螺旋度的边界条件影响的$α$ -效应的分布在太阳表面附近。
2012-11-11 astro-ph.GA astro-ph.SR
The fluctuating α-effect and Waldmeier relations in the nonlinear dynamo models
本文研究了利用具有涨落α效应的平均场发电机模型再现太阳黑子活动周期的统计关系，如Waldmeier关系、周期-振幅关系和周期上升率-振幅关系的可能性。发电机模型包括α效应的长期涨落和平均场对α效应的两种非线性反馈，即代数猝灭和由磁螺旋度产生引起的动态猝灭。我们发现，该模型能够定性和定量地再现的倾斜和分散的Waldmeier关系与α效应的20%的波动。动态猝灭模型比代数α猝灭模型更符合观测。我们比较了模型参数的统计分布，如振幅，周期，太阳黑子周期的上升和衰减率，与观测。
2011-10-13 astro-ph.SR
Magnetic helicity and fluxes in an inhomogeneous alpha squared dynamo
在三维湍流发电机的研究中，许多工作都是在三重周期区域中进行的，在这些区域中不存在磁螺旋度通量。在这里，我们提出的模拟湍流强度仍然是几乎均匀的，但现在有一个完美的导体边界条件的一端和垂直场或伪真空条件的其他。这导致了迁移发电机波。与相应的解析可解α ^2发电机的结果吻合得很好，并对两种模型的螺旋度通量进行了研究。研究发现，在中等的磁雷诺数，大部分的磁螺旋度损失发生在大尺度。这种变化是否在更大的磁雷诺数，所需的减轻灾难性的发电机淬火问题，仍然不清楚。
2019-02-04 astro-ph.SR physics.flu-dyn
Mean electromotive force proportional to mean flow in mhd turbulence
在平均场磁流体力学中，由速度和磁场涨落引起的平均电动势起着至关重要的作用。一般来说，它由两部分组成，一部分与平均磁场无关，另一部分与平均磁场成比例。第一部分可以仅在存在MHD湍流的情况下为非零，例如，小型发电机的作用。它相当于一个电池，它让平均磁场从零增长到一个有限的值。第二部分包括，例如，α效应对于大型发电机是重要的。到目前为止，只讨论了上述平均电动势第一部分的几个例子。它表明，平均电动势的平均流体速度成正比，但独立的平均磁场，可能会发生在一个原来均匀的各向同性磁流体湍流，如果有非零相关的速度和电流波动，或什么是等价的，涡量和磁场波动。这超越了吉泽效应，吉泽效应在于平均电动势的出现，平均电动势与平均涡度或与旋转坐标系中定义科里奥利力的角速度成比例，并取决于由速度和磁场波动定义的交叉螺旋度。由于湍流的不均匀性的平均电动势的贡献也被认为是。以上和相关的发现可能产生的后果宇宙天体的磁场进行了讨论。
2009-10-01 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
Open and closed boundaries in large-scale convective dynamos
上下文早期的工作表明，大型发电机可以达到并保持均分的动态时间尺度上的磁场强度，只有当磁螺旋度的波动场可以摆脱域通过开放的边界。目标。我们的目的是测试这种情况下，对流驱动发电机的开放和封闭的边界条件下的结果进行比较。方法.采用三维数值模拟方法，研究了边界条件对大尺度发电机的激励和饱和的影响。磁场采用开放（垂直场）和封闭（理想导体）边界条件。剪切流是这样的，剪切的轮廓是垂直的，穿过外表面，因此非常适合于驱动剪切诱导的磁螺旋通量。结果我们发现，对于给定的剪切和旋转速率，如果使用开边界条件，磁场的增长率较大。的增长率首先增加小磁雷诺数，Rm，但然后趋于稳定在一个近似恒定的值为中间值的Rm。当Rm足够大时，一个小规模的发电机被激发，在这个区域中，场的增长率随着Rm^（1/2）而增加。关于非线性区域，当使用开放边界时，总磁场的能量的饱和水平与Rm无关。在理想导体边界的情况下，饱和水平首先作为Rm的函数增加，但是当Rm > 30时，饱和水平随后与Rm^（-1）成比例地减小，这指示灾难性猝灭。这些结果表明，当使用开放边界时，剪切诱导的磁螺旋度通量可以有效缓解灾难性猝灭。水平平均平均场仍然弱地作为Rm的函数减小，即使对于开放边界。
2011-07-06 astro-ph.SR
Equatorial magnetic helicity flux in simulations with different gauges
我们使用直接的数值模拟强迫MHD湍流的强制功能，产生两个不同的迹象动力学螺旋度的上部和下部的域。我们表明，从小尺度场之间的域的两个部分的磁螺旋度的平均通量可以描述的Fickian扩散定律的扩散系数，是近似独立的磁雷诺数和约三分之一的估计湍流磁扩散率。这些数据表明，湍流扩散磁螺旋度通量只能预期减轻灾难性的淬火在雷诺数超过几千。我们进一步计算了三种不同规范下的磁螺旋度密度和磁螺旋度通量。我们考虑外尔规范，其中静电势为零，伪洛伦兹规范，其中光速被声速取代，和“电阻规范”，其中磁矢势的拉普拉斯算子作为电阻项。我们发现，在统计稳定状态下，时间平均磁螺旋度密度和磁螺旋度通量在所有三个规范是相同的。
2009-11-05 astro-ph.EP astro-ph.SR
Ribbons characterize magnetohydrodynamic magnetic fields better than lines: a lesson from dynamo theory
布莱克曼和勃兰登堡认为，当磁场用带状或管状表示而不是用线表示时，发电机理论中的磁螺旋度守恒原则上可以用平均场发电机的图来捕捉。在这里，我们提出了这样一个示意性的带状图的$α^2$发电机，跟踪磁螺旋度，并提供了不同规模的大尺度磁螺旋度，小尺度磁螺旋度，动力学螺旋度的过程中所涉及的。这也促使我们对α^2发电机的螺旋度演化方程构造了一个新的“2.5尺度”最小化推广，它分别考虑了这三种不同的长度尺度，同时只保留了两个动力学方程。我们求解了这些方程，发现在淬灭到与磁雷诺数R_M相关的区域之前，大尺度场首先以与磁雷诺数R_M无关的速率增长。但我们也发现，小尺度流螺旋度所在的波数与强迫尺度的波数之比越大，非线性发电机猝灭发生得越早，线性增长转折处的大尺度场越弱。理论和示意图之间的和谐体现了一个普遍的教训，即MHD中的磁场更好地可视化为二维带状（或成对的线），而不是单线。
2014-05-10 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Solar dynamo model with nonlocal alpha-effect
第一个结果的太阳能发电机模型，允许反磁效应的非均匀湍流和非局部α效应，由于磁回路的上升进行了讨论。非局域α效应不受与磁螺旋度守恒有关的灾难性猝灭的影响。给定反磁泵浦，磁场集中在对流区的底部附近，尽管分布型模型覆盖对流区的整个厚度。磁循环周期，赤道对称性的字段，它的纬向漂移，并在模型中得到的极-环向场比与观测结果一致。也有一些意见不同意指出改进模型的方法。
2011-03-10 astro-ph.SR
Magnetic helicity fluxes in dynamos from rotating inhomogeneous turbulence
本文通过直接数值模拟研究了旋转非均匀湍流中的大规模发电机，发现剪切引起的半球小尺度磁螺旋度流能缓解灾难性发电机淬灭，使平均磁场独立于磁雷诺数。
2025-05-01 astro-ph.GA astro-ph.SR physics.flu-dyn
Mean field dynamo action in shear flows. I: fixed kinetic helicity
本文利用具有固定动力学螺旋度和非零关联时间的脉冲更新流（$τ$）研究了背景线性剪切流中的平均场发电机作用。我们使用平面剪切波作为由Singh \& Sridhar（2017）导出的Navier-Stokes方程的时间相关精确解。这使我们能够自洽地包括剪切对随机流的各向异性影响。我们确定了控制平均磁场演化的平均响应张量，并研究了其特征值的性质，这些特征值产生了平均磁场的增长率（$γ$）和周期（$P_{\rm cyc}$）.平均磁场的非轴对称模式衰减为$t \to \infty$，因此被认为对平均场发电机不重要。当$τ$与涡流周转时间$T$相当时，$γ$和对应于最快增长轴对称模式的波数都随剪切速率$S$非单调变化，在这种情况下，我们还发现当剪切变得太强时发电机的淬火。当$τ/T\sim{\cal O}(1)$时，增长发电机波的周期（$P_{\rm cyc}$）与剪切成比例，在小剪切时为$P_{\rm cyc} \propto |S|^{-1}$，当剪切太强时，它变得几乎与剪切无关，这种在弱剪切和强剪切下的渐近行为对最近观测到的恒星磁活动周期有意义。因此，我们的研究基本上概括了标准的$αΩ$（或$α^2Ω$）发电机的$α$效应也受到剪切和建模的随机流具有有限的记忆。
2020-05-12 astro-ph.SR physics.flu-dyn
Role of helicities for the dynamics of turbulent magnetic fields
利用伪谱方法对不可压磁流体动力学湍流进行了三维直接数值模拟，研究了磁螺旋度的逆级联效应。高分辨率的模拟，允许必要的尺度分离表明，所观察到的自相似标度行为的磁螺旋度和相关的量只能通过考虑速度和磁波动的完全非线性相互作用来理解。借助于涡阻尼准正态马尔可夫近似，导出了动力学螺旋度和磁螺旋度之间的一个可能的普适关系，它与著名发电机赝标$α$的扩展定义非常相似。这种意想不到的相似性表明了电流螺旋度对$α$贡献的额外非线性猝灭机制。
2013-09-20 astro-ph.SR physics.flu-dyn physics.geo-ph
Magnetic Helicity and Large Scale Magnetic Fields: A Primer
实验室、行星、恒星和星系等离子体的磁场通常在大的时间或空间尺度上表现出明显的有序性，而宿主系统内的运动则是随机的。这样的有序场可以在行星、恒星和星系的情况下测量，或者通过它们的动力学影响的作用（如喷流）间接推断。对于没有确定的磁活动周期的天体，大规模磁场是在原地放大的，还是来自天体历史上以前阶段的残留物，这一点经常引起争论。磁螺旋度是对磁场线扭曲和连接的度量，是理解两种起源机制的大尺度场演化的统一工具。它的重要性源于它的两个基本性质：（1）磁螺旋度通常比磁能更好地守恒;（2）当系统将这种螺旋结构松弛到可用的最大尺度时，与固定量的磁螺旋度相关的磁能最小化。在这里，我将讨论如何磁螺旋度来帮助我们了解的饱和度和维持大规模发电机，需要本地或全球的螺旋度通量，以避免发电机淬火，以及相关的观测后果。我还讨论了如何磁螺旋度作为一个障碍，湍流扩散的大规模领域，从而在某些情况下，帮助化石遗迹大规模场起源模型。本文还简要地讨论了大尺度场与吸积盘理论之间的联系。这里的目标是提供一个概念性的入门，以帮助读者有效地渗透文献。
2014-03-17 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Advances in mean-field dynamo theory and applications to astrophysical turbulence
本文综述了平均场论的最新进展，并讨论了平均场理论在太阳、晚型恒星、吸积盘、星系和早期宇宙中的应用。我们特别关注时空非局部性方面，这是一个主要的见解，出现了从应用测试场方法到不同长度和时间尺度的磁场。我们还回顾了非线性淬火的地位和磁螺旋度的关系，这是一个重要的现代太阳发电机理论的观测诊断。太阳和一些恒星发电机似乎都在一个尚未成功建模的中间状态下运行。这一机制的一端是类似反太阳的差异自转，另一端是属于超活跃恒星的恒星活动周期。模拟这种制度的困难可能与模拟太阳/恒星对流的缺点有关。在银河系和河外星系的长度尺度上，观测的限制仍然不那么严格和不确定，但最近在理论和观测方面的进展表明，可能很快就有可能进行更有说服力的比较。在整个早期宇宙中反向级联磁螺旋度的可能性在解释宇宙学长度尺度上磁场的下限以及宇称破缺和这种场的有限螺旋度的可能性方面特别令人兴奋。
2018-07-09 astro-ph.SR physics.flu-dyn
Saturation of large-scale dynamo in anisotropically forced turbulence
由于磁螺旋度平衡的限制，湍流发电机理论在获得短动力学时间尺度上的大尺度磁场演化方面遇到了困难。这对于理解太阳、恒星和星系等天体物理系统中的大尺度磁场演化具有重要意义。直接数值模拟（DNS）在过去的各向同性强迫螺旋湍流表明，大规模发电机饱和时间尺度依赖于磁雷诺数（Rm）。在这项工作中，我们已经进行了周期性的盒DNS的螺旋强制湍流导致一个大规模的发电机与两种强迫功能，一个各向同性的基础上使用的PENCIL代码和各向异性的基于Galloway-Proctor流。我们表明，当湍流被迫各向异性，非线性（饱和）行为的大型发电机只有弱依赖于RM。事实上，各向异性情况下的磁螺旋度在小尺度和大尺度上的演化与各向同性情况下的磁螺旋度演化有明显的不同。这一结果可能为缓解灾难性淬火等重要问题带来希望。
2021-12-02 astro-ph.GA astro-ph.SR physics.flu-dyn
Turbulent transport coefficients in spherical wedge dynamo simulations of solar-like stars
本文在平均场论的框架下研究了全球可压缩类太阳对流发电机中的发电机作用。我们模拟了一个楔形球壳中的太阳型恒星，对流和旋转之间的相互作用自洽地驱动着一个大规模的发电机。为了分析发电机的机制，我们应用测试场法的方位角（$ϕ$）平均场，以确定27个湍流输运系数的电动势，其中6个是相关的$α$张量。这种方法以前曾被用于模拟在笛卡尔坐标系中或在geodynamo上下文中，并在这里首次适用于完全可压缩模拟类太阳能发电机。我们发现，$α$张量的$ϕϕ$分量不遵循预期的动力学螺旋度的配置文件。湍流抽运速度显著地改变了作用于磁场的有效平均流，因此挑战了通量传输发电机的概念。所有系数都受到动态重要磁场的显著影响。观察到淬灭和增强。这导致系数随活动周期的调制。的时间变化被发现是可比的时间平均值，似乎是负责的磁场生成的非线性反馈。此外，我们量化的有效性的帕克-吉村规则的赤道传播的平均磁场在这种情况下。
2018-01-16 astro-ph.SR
Minimalist coupled evolution model for stellar x-ray activity, rotation, mass loss, and magnetic field
晚型主序星的X射线与热辐射通量之比取决于${\tilde Ro}$（自转周期与对流周转时间之比），如${\tilde Ro} >0.13$的${\tilde Ro}^{-ζ}$与$2\le ζ\le 3$，但${\tilde Ro} < 0.13$的$|ζ| <0.2$饱和。饱和恒星比不饱和恒星年轻，并且显示出更广泛的旋转速率和X射线活动。不饱和恒星的磁场和旋转速度大致与其年龄的平方根成比例，尽管对于比太阳更老的恒星来说可能是平坦的。更快的旋转体、更强的磁场和更高的活动性之间的联系已经在观测上建立起来，但是缺乏一个能够捕捉到上述趋势的统一的X射线光度、旋转、磁场和质量损失的时间演化理论。在这里，我们得到了一个最低限度的整体框架，这些量的时间演变建立在结合帕克风与新的成分：（1）明确来源的热能发射风和X射线光度通过发电机产生的磁场;（2）明确耦合的X射线活动和质量损失饱和发电机饱和（通过磁螺旋度的建立和对流涡流粉碎）;（3）使用日冕平衡，以确定如何将磁能分为风和X射线的贡献。对于比太阳年轻的太阳型恒星，我们推断，与x射线和风相比，传导是一种次要的功率损失。对于较老的恒星，传导更为重要，可能会熄灭风并减少角动量损失。我们专注于比太阳年轻的恒星的时间演化，突出了进一步概括的可能性。总的来说，这种方法有望对上述所有观测趋势做出统一的解释。
2017-07-04 astro-ph.SR
