Additive Self Helicity as a Kink Mode Threshold
在本文中，我们提出了Longcope和Malanushenko（2008）引入的加性自螺旋度在复杂平衡的扭结不稳定性中起作用，类似于薄通量管的扭曲螺旋度（Hood和Priest（1979），Berger和Field（1984））。我们通过Fan和Gibson（2003）的模拟计算扭曲通量管的加性自螺旋度来支持这一假设。随着更多的扭曲被引入，附加自螺旋度增加，并且在附加自螺旋度达到$H_A/Φ^2\approx 1.5$的值之后，管的扭结不稳定性与附加自螺旋度的下降一致（其中$Φ$是管的通量，并且$H_A$是附加自螺旋度）。我们比较了加性自螺旋度和扭曲的一个薄的子部分的管，以说明$H_A/Φ^2$是等于扭曲数，研究了伯杰和字段（1984年），当薄通量管近似是适用的。我们建议，当薄通量管近似不适用时，可以把$H_A/Φ^2$量看作是扭曲数的推广。广义扭曲数的阈值可能被证明是非常有用的研究复杂的平衡，就像扭曲数本身被证明是有用的研究理想化的薄通量管。我们明确地描述了一种计算加性自螺旋度的数值方法，其中包括用于识别磁通束所占据的域的算法和计算局限于该域的潜在磁场的方法。我们还描述了一种数值方法来计算扭曲的薄通量管，使用框架沿轴向传输的管。
2009-09-27 astro-ph.SR
The effects of magnetic-field geometry on longitudinal oscillations of solar prominences: Cross-sectional area variation for thin tubes
越来越多的观测结果表明，太阳的双折射受到场向（纵向）和横向振荡运动的影响。大幅度的纵向运动提供了有价值的信息的几何形状的磁通道的磁结构，支持冷的日珥等离子体对重力。我们的钟摆模型，其中的回复力是沿着磁场结构的倾斜磁力线投影的重力，最好地解释了这些振荡。然而，几个因素可以影响纵向振荡，潜在地使摆模型无效。这项工作的目的是研究沿磁力线的磁场强度的大尺度变化的影响，即，沿着支撑突出螺纹的通量管的横截面积的变化。我们研究了几个磁通管配置的简正模，使用线性微扰分析，以评估不同的几何参数对振荡特性的影响。我们发现对称和非对称膨胀因子对纵向振荡的影响很小。{We得出的结论是，纵向振荡没有显着影响的通量管的横截面的变化，验证摆模型在这种情况下。
2016-07-11 astro-ph.SR
Observed Joys law of Bipolar Magnetic Region tilts at the emergence supports the thin flux tube model
Indian Institute of Technology (Banaras Hindu University)（印度技术学院（贝拿勒斯印度教大学））；Southwest Research Institute（西南研究所）；Indian Institute of Astrophysics（印度天体物理研究所）；IISER Kolkata（加尔各答印度科学教育与研究所）
研究通过观测双极磁区域的初始倾斜支持薄磁通管模型，揭示科里奥利力驱动磁通管倾斜的机制。
2025-11-05 astro-ph.SR
Analysis of BMR tilt from AutoTAB catalog: Hinting towards the thin flux tube model?
Indian Institute of Technology (Banaras Hindu University)（印度技术学院（贝拿勒斯印度教大学））；Southwest Research Institute（西南研究所）；Aryabhatta Research Institute of Observational Sciences（阿亚巴塔观测科学研究所）；Indian Institute of Astrophysics（印度天体物理研究所）；Center of Excellence in Space Sciences India, IISER Kolkata（印度空间科学卓越中心，加尔各答印度科学教育研究所）
本研究通过分析 AutoTAB 跟踪的 BMR 数据，评估薄磁通管模型的有效性，发现 BMR 倾斜与磁通量、科里奥利力和磁浮力有关。
2024-03-14 astro-ph.SR
Patchy Reconnection in the Solar Corona
超拱廊下降流（SAD）和超拱廊下降环（SADLs）下降的重联区对太阳耀斑后拱廊似乎是两个不同的观测签名的收缩，孤立的重联通量管不可约的三维几何形状。本文描述了一种新的修补重联模型的改进和完善工作，只有一小束场线重新连接在电流片，并形成一个重新连接的薄通量管。传统模型无法解释为什么一些观测到的SAD看起来很热，而且相对缺乏等离子体。目前的工作表明，等离子体耗尽自然发生在通量管，重新连接跨非均匀电流片和滑槽区域的磁场大小下降。此外，通过详细的理论分析广义薄通量管方程，我们表明，除了压力驱动的并行动力学模型，以及温度依赖性，各向异性的粘度和热导率是必不可少的自洽生产气体动力学冲击内重新连接管加热和压缩等离子体观察到的温度和密度。激波厚度可以与整个管一样长，热量可以沿着管腿传导，可能驱动色球蒸发。我们开发了一个计算机程序，数值求解薄通量管方程，管理收回重新连接管。用这个程序进行的模拟证实了我们的理论预测。这些模拟与全三维磁流体动力学模拟的比较，以评估薄通量管模型的有效性。我们还提出了一个观测方法的基础上，总排放量的措施和平均温度，以确定在当前片管重新连接。
2011-06-08 astro-ph.SR
The behavior of transverse waves in nonuniform solar flux tubes. I. Comparison of ideal and resistive results
磁流体动力学（MHD）波是太阳大气中普遍存在的现象。扭折波是磁通量管中的一种横向MHD波，由于共振吸收而被阻尼。对太阳能通量管中扭折磁流体波的理论研究通常是基于这样的简化：密度的横向变化被限制在比管半径薄得多的非均匀层中，即，即所谓的薄边界近似。本文发展了一种通用的解析方法，计算了具有任意厚度横向非均匀层的无压通量管中理想MHD波的色散关系和本征函数。扭结波的结果产生，并与完全数值电阻MHD特征值计算在小电阻率的限制。我们发现，频率和谐振阻尼率是相同的理想和电阻的情况下。厚非均匀层的实际结果偏离薄边界近似中预测的行为，并且强烈依赖于非均匀层的形状。理想MHD中的本征函数与电阻MHD中的本征函数有很大的不同。理想的本征函数显示一个整体的字符，而不均匀层的厚度，而电阻的本征函数是本地化的谐振和普通的电阻Alfvén模式的区别。因此，波能在理想情况下和电阻情况下的空间分布是显著不同的。这提出了一个基本的理论问题，具有明确的观测结果。
2013-09-13 astro-ph.SR
Global and local cutoff frequencies for transverse waves propagating along solar magnetic flux tubes
线性横波沿等温薄磁通量管的传播受到分离传播波和非传播波的全局截止频率的影响。本文考虑了波在非等温薄通流管中的传播，导出了局部截止频率。通过考虑不同的幂律温度分布以及太阳大气的半经验VAL C模型，研究了不同的温度分布对这种局部截止频率的影响。结果表明，波的传播条件强烈依赖于温度梯度。此外，计算的VAL C模型的本地截止频率给出了在太阳大气的不同部分传播的波频率的范围上的约束。这些理论预测的约束条件进行了比较，观测数据，并被用来讨论所发挥的作用，在大气加热和动力学的横向管波，并在激发太阳大气振荡。
2013-01-13 astro-ph.SR
Numerical simulations of multiple scattering of the $f-$mode by flux tubes
利用数值模拟方法研究了多组磁通量管对表面重力波的吸收和相移。在几种情况下，两个或三个通量管嵌入在一个安静的太阳大气中的散射系数与管之间的距离和它们的位置的依赖关系进行了分析。与完全或部分忽略多重散射效应的结果进行了比较。我们发现，多重散射有显着的影响，吸收测量，并倾向于减少相移。我们还考虑更一般的情况下，合奏的随机分布的通量管，我们已经评估了散射测量的影响，改变的数量包括在束中的管和通量管之间的平均距离。我们发现，对于最长波长的入射波的多次散射增强的吸收，其效率增加的通量管的数量和减少它们之间的距离。
2013-08-05 astro-ph.SR
Nonlinear Evolution of Axisymmetric Twisted Flux Tubes in the Solar Tachocline
数值研究了薄球壳中磁场和流体流动的演化。我们把初始场看作是一个纬向受限的、主要是环形的磁通管。对于纯粹的环形，无扭曲的通量管，我们恢复以前已知的径向粉碎不稳定性，并进一步表明，在非线性制度，这些不稳定性可以非常有效地破坏原来的领域。对于也包括极向分量的扭曲通量管，存在几种可能性，包括径向破碎不稳定性的抑制，但也有更直接的诱导演化，这是因为扭曲通量管通常不是控制方程的平衡解。
2009-12-29 astro-ph.SR
Alfvén Waves in the Structured Solar Corona
一个简单的模型，一个周期性的集合紧密堆积的通量管坐在垂直分层层的顶部显示，从下面入射的快波优先转换几乎立即阿尔芬波的通量管，与扭结波限制在最多只有很少的傅立叶模式。这表明，在这种结构系统中观测日冕扭结模式可能大大低估了传输到日冕和通过日冕的净波能通量，其中大部分可能存在于难以观测的阿尔文波中。模式转换/共振吸收和Alfvén相位混合的过程中牵连。有人建议，太阳的内部p-模式字段-5分钟振荡-可能会大大有助于提供入射快波的色球散射和模式转换的管合奏的过程。
2016-12-06 astro-ph.SR
Incompressible MHD modes in the thin magnetically twisted flux tube
上下文观测表明扭曲的磁场自然存在，而且确实在太阳的大气层中无处不在。因此，研究沿扭曲磁通量管传播的磁流体动力学（MHD）波模的类型，在太阳大气波研究中具有重要的理论意义。目的。在理想磁流体力学框架下，研究了m ≥ 1的扭转磁通量管的小振幅不可压缩波模式。允许管内外的轴向磁场强度变化，以确保结果不仅限于冷等离子体平衡条件。方法.在长波近似下，解析地导出了这些不可压缩线性MHD波模的色散方程。结果它示出，在长波长的限制，这两个频率和径向速度分布的m = 1的扭结模式是完全不受影响的内部背景磁扭曲的选择。然而，具有大于或等于2的m的开槽模式对所选择的磁扭曲的特定径向轮廓敏感。此外，由于背景扭曲，对于波纹模式引入了低频截止，而对于扭结模式不存在低频截止。从观测的角度来看，虽然磁扭曲不影响长波长扭结模式的传播，但对于凹槽模式，它将有利于或不利于传播，这取决于波相对于背景扭曲符号的传播方向。
2017-07-03 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Oscillations of coronal loops using Rayleigh-Ritz technique
本文应用瑞利-里兹变分法研究了磁通量管的横向振荡。在低$β$日冕条件下考虑通量管。将扰动分解为无旋分量和螺线管分量，并将MHD方程化为矩阵特征值问题。在纵向分层薄通量管的情况下，计算了基本和高阶扭折频率。这一结果与前人的研究结果相吻合。
2019-09-11 astro-ph.SR
Expansion of magnetic flux concentrations: a comparison of Hinode SOT d ata and models
背景：网络磁场随高度的扩展是磁通管模型的一个基本属性。需要快速膨胀以形成磁性天篷。目的：我们观察到的磁网络元素的膨胀特性的特点，并将它们与薄通量管和片近似，以及磁对流模拟。研究方法：我们使用来自Hinode SOT NFI NaD 1通道和分光偏振仪的数据来研究圆偏振中所见的磁通量浓度随太阳盘面位置的变化。我们比较了观测与合成观测模型的基础上薄通量管近似和磁对流模拟两个不同的上边界条件的磁场（潜在的和垂直的）。结果如下：观测到的圆极化信号的磁通量浓度的变化从单极在磁盘中心的双极附近的边缘，这意味着一个扩大的磁场。所观察到的膨胀同意来自薄通量片和管近似的膨胀性能。磁对流模拟与位场作为上边界条件的磁场也产生双极功能附近的肢体，而模拟与垂直场边界条件没有。结论：在高分辨率的日出观测中看到的近翼表观双极磁特征可以用一个简单的通量片或管模型来解释。这进一步支持了这样一种观点，即尺寸变化很大的磁性特征具有相似的相对膨胀率。这里提出的数值模拟是不太有用的解释膨胀，因为我们感兴趣的诊断是强烈的影响，在纯粹的光球模拟的磁场的上边界条件的选择。
2010-05-19 astro-ph.SR
Dynamos driven by poloidal flows in untwisted, curved and flat Riemannian diffusive flux tubes
最近，Vishik反快速发电机定理已经针对非拉伸通量管进行了测试[Phys Plasmas 15（2008）]。在本文中，另一个反发电机定理，称为考林定理，它指出，轴对称磁场不能支持发电机行动，仔细测试对厚管和弯曲的黎曼无扭流，以及薄通量管扩散和无扩散介质。在非扩散介质中，在薄的黎曼平坦无扭曲通量管中不违反Cowling定理，其中Frenet曲率为负。然而，薄通量管中的扩散作用导致由极向流驱动的发电机作用，如Love和Gubbins（Geophysical Res.）在地球发电机的背景下。实际上，它表明，一个缓慢的发电机行动获得。在这种情况下，Frenet和Riemann曲率仍然为零。在扩散介质中的磁丝的情况下，发电机的作用时，得到的Frenet标量曲率为负。由于黎曼曲率张量可以用磁通量管轴的弗伦内曲率来表示，这个结果可以类似于最近由奇科内，拉图什金和史密斯得到的结果，该结果指出紧致黎曼流形中的测地曲率可以驱动流形中的发电机作用。研究还表明，在没有扩散的情况下，磁能不会增长，但极向场可以产生磁性的环形磁场，这就是所谓的等离子体发电机。
2010-03-12 astro-ph.SR math-ph math.MP
Transverse waves in coronal flux tubes with thick boundaries: The effect of longitudinal flows
观测表明，在日冕磁环中，横向磁流体动力学（MHD）波和流经常同时存在。由于等离子体和/或磁场的不均匀性，波在阿尔文连续谱中被共振阻尼。共振阻尼在日冕加热的背景下是相关的，因为它提供了一种机制，级联能量到耗散尺度。理论上已经表明，流动的存在会影响波的传播和阻尼，但大多数研究都依赖于不合理的假设，即横向不均匀性被限制在比环半径薄得多的边界层内。在这里，我们提出了一个半解析的技术来探讨流动的影响，共振磁流体波在日冕通量管厚不均匀的边界。我们扩展了已发表的方法，这是最初开发的静态等离子体，为了将流量的影响。我们允许流动速度在非均匀边界内从内部速度到外部速度连续变化。该方法的分析部分是基于表达的波扰动厚的非均匀边界的环路作为一个Frobenius级数，其中包含一个奇异项占阿尔芬共振，而该方法的数值部分包括迭代求解超越色散关系连同方程的阿尔芬共振位置。作为该方法的一个应用，我们研究了流动对磁流体扭折波相速度和共振阻尼长度的影响。我们一致地恢复在以前的研究中得到的薄边界近似的结果。我们将这些结果推广到了厚边界的情形。我们还探讨了使用薄边界近似超出其适用范围的错误。
2019-01-30 astro-ph.SR
New Cutoff Frequency for Torsional Alfv'en Waves Propagating along Wide Solar Magnetic flux Tubes
本文研究了孤立的、等温的、宽磁通量管埋在太阳色球层或低层日冕中时线性扭转Alfv'en波的传播。结果表明，管的宽度导致一个新的截止频率，这是一个本地量，给出了在不同的大气高度的波传播的条件。截止值用于确定色球层和低日冕中传播和反射波的频率范围。所得到的结果进行了比较，以前获得的薄磁通量管和差异进行了讨论。此外，还将结果与当前的一些观测数据进行了比较，并用于确定在不同大气高度的数据中传播波的存在;这对太阳大气中波的能量和动量传输以及线性扭转Alfven波在大气加热和风加速中的作用具有深刻的意义。
2020-08-09 astro-ph.SR
Resonant absorption of kink oscillations in coronal flux tubes with continuous magnetic twist
日冕扭曲磁场的存在有观测证据。本文研究了磁通量管中磁流体动力学（MHD）扭折波的共振阻尼。考虑了具有连续磁扭转和径向非均匀密度分布的管的实际模型。利用线性MHD方程组在密度不均匀区外的解，通过与薄过渡层边界层上的解的适当联系，得到了扭折波的色散关系。研究了波浪的振荡频率和阻尼率与扭转参数和纵向波数的关系。对于本文所考虑的通量管参数，我们得到快速阻尼的扭结波的观测。为了证明这种快速阻尼的合理性，根据方位角扭结模式数的符号，$m=+1$或$m=-1$，背景磁场必须分别具有左手或右手扭曲轮廓。对于这里考虑的模型，共振吸收只发生在扭转参数是在由密度对比度指定的范围内。
2019-09-21 astro-ph.SR
Scattering of the f-mode by small magnetic flux elements from observations and numerical simulations
利用三维数值模拟方法分析了磁管对f模的散射。一个f模波包在太阳大气中传播，大气中埋有三种不同的通量管模型，它们的半径和总磁通量不同。还执行了不存在管的安静Sun模拟作为参考。在磁通管中激发波，沿磁力线传播，在磁通管周围产生夹套模，夹套模携带的能量是磁通管模的40%。所得到的散射波主要是由m=0和m=+/-1模式的混合组成的f模式。散射波的振幅与磁通量近似成比例。少量的功率被散射到p_1模中。我们已经评估了吸收和相移的光球垂直速度的傅立叶-汉克尔分解。它们进行了比较，从emperature平均的高分辨率MDI多普勒数据管中观察到的3400个小磁性元素的结果。比较表明，观测到的相移与波数的依赖关系可以匹配合理，以及与模拟通量管模型。观察到的变化的相移与方位角的顺序$m$出现依赖于集合平均的细节，包括可能的运动的磁性元件和不对称形状的元素。
2012-08-20 astro-ph.SR
Flux-tube geometry and solar wind speed during an activity cycle
1天文单位处的太阳风速度随纬度和时间的变化反映了活动周期期间全球背景磁场的演变。一般认为，磁通量-管中的终端风速与其膨胀比是反相关的，这激发了广泛使用的半经验标度律的定义。在实践中，这样的标度律需要特别的修正。一个完全基于物理原理的预测定律仍然缺失。我们测试是否磁通管膨胀是控制因素的风速在所有阶段的周期和在所有纬度使用一个非常大的样本风载开放磁通量管。此外，我们还寻找额外的物理参数的基础上的几何形状的日冕磁场的终端风速的影响。我们使用MHD模拟的电晕和风耦合到发电机模型，以提供一个大的统计合奏开放的通量管，我们分析结合，以确定风速和几何参数之间的依赖关系的通量管是有效的全球（所有纬度和时刻的周期）。我们的研究证实，终端速度的太阳风非常强烈地依赖于几何形状的开放的磁通量-管，它流过。总通量管膨胀是更明显的反相关的风速快，而不是慢的风流动，并有效地控制这些流动的位置，在太阳能极小期。总的来说，实际的渐近风速也很大程度上取决于磁力线倾角和脚点处的磁场振幅。我们建议的方式，包括这些参数对未来的预测标度律的太阳风的速度。
2016-05-28 astro-ph.SR
Flow instabilities of magnetic flux tubes IV. Flux storage in the solar overshoot region
我们认为，材料流的动态的环形磁通量管位于靠近太阳对流区的底部，最初在过冲区域内的影响。问题是要找到物理条件，在这种条件下，磁通量可以存储与发电机放大时间相当的时间，这是几年的顺序。我们进行了非线性数值模拟，以调查的稳定性和动态细通量管受到垂直和纵向流动。我们比较模拟与简化的解析近似的结果。我们确定的流动参数的范围，线性帕克稳定的磁通量管存储在中间的过冲区域的一段时间可比的发电机放大时间。对流过冲层中通量为2 × 10 ^{21} Mx的磁通量管的停留时间与发电机放大时间相当，条件是下行流的平均速率和持续时间分别不超过约50 m/s和100天，并且流动的横向延伸小于约10度。
2009-10-20 astro-ph.SR
Probing the structure of local magnetic field of solar features with helioseismology
受太阳局部次表层磁结构问题的启发，我们利用数值模拟研究了波在不同尺寸的单块磁通量管中的传播。团模型可以很好地近似模拟太阳黑子以及由致密的细通量管集合组成的太阳谱斑区。这类模拟是探索与太阳磁场活动直接相关的各种太阳特征的结构和动力学的有力工具。
2013-10-28 astro-ph.SR
Energy Loss of Solar $p$ Modes due to the excitation of Magnetic Sausage Tube Waves: Importance of Coupling the Upper Atmosphere
我们考虑太阳能$p$模式的阻尼和吸收，由于它们的能量损失的磁管波，可以自由地进行能量的声腔。本文研究了由多变大气层和等温高层大气组成的模式大气中$p$模与香肠管波的耦合。由$p$模式激发的香肠管波沿磁纤维传播，磁纤维被假定为垂直排列的、分层的、薄的磁通量管。通过阻尼率$Γ$和吸收系数$α$来量化$p$模式能量的不足。详细研究了$Γ$和$α$随频率和管等离子体特性的变化。以前的类似研究只考虑了光球层以下的一层，被模拟为在光球层被截断的多面体（Bogdan等人（1996年），Hindman和Jain 2008年，Gascoyne等人（2011年））。这些研究发现，由$p$模式产生的能量损失对上边界条件非常敏感，由于缺乏高层大气，上边界条件是以某种特别的方式施加的。这里提出的模型避免了这样的问题，通过使用等温层来模拟上覆的大气层（色球），因此，允许我们分析的传播$p$模式驱动的香肠波以上的光球。在本文中，我们限制我们的注意力低于声学截止频率的频率。我们证明了耦合所有波（声，磁）的重要性，在太阳表面下的大气与上覆的大气，以准确地模拟太阳$f$和$p$模式与香肠管波的相互作用。
2014-05-06 astro-ph.SR
A multiple flux-tube solar wind model
我们提出了一个新的模型，MULTI-VP，计算的三维结构的太阳风，其中包括色球层，过渡区，日冕和低日球层。MULTI-VP计算沿开放磁场线流动的风廓线的大集合，这些磁场线对整个三维大气或给定的感兴趣区域进行采样。径向域从光球开始，通常延伸到约30 $R_{sun}$。基本的一维风的解决方案是基于一个成熟的数值方案，这是适应，以接受任何通量管的几何形状。我们在这里讨论的第一个结果得到了这个模型。我们使用位场源-表面（PFSS）外推的磁图从威尔科克斯太阳天文台（WSO），以确定背景磁场的结构。我们的研究结果支持的假设，即磁通量管的几何形状在较低的日冕控制的分布，慢，快的风流。密度和远离太阳的速度之间的反相关性是一种全球效应，这是由于高日冕中通量管横截面的微小重新调整造成的（这是实现全球压力平衡和均匀开放通量分布所必需的）。与目前的全球MHD模型相比，MULTI-VP执行速度更快，并且不会受到虚假的交叉场扩散效应的影响。我们表明，MULTI-VP有能力正确预测的动力学和热特性的背景太阳风（风速，密度，温度，磁场振幅和其他导出量），并接近实时操作的要求。
2017-02-23 astro-ph.SR
Shocks and Thermal Conduction Fronts in Retracting Reconnected Flux Tubes
我们提出了一个模型的等离子体加热产生的时间依赖性，空间局部重联内的耀斑电流片分离歪斜的磁场。重联产生了新的连通性的通量管，这些通量管随后以阿尔夫维尼奇的速度从重联点缩回。加热发生在这些管内发展的气体动力冲击中。在这里，我们提出了广义薄通量管方程的动力学重新连接的通量管，包括压力驱动的并行动力学以及温度相关的，各向异性的粘度和热导率。在日冕条件下，通过对这些方程的数值解，研究了埋在均匀、倾斜磁场中的磁管在补丁重联后的演化。即使在安静的日冕中，粘性和导热性可以忽略不计，但在重新连接的通量管中压缩等离子体所产生的强烈气体动力学冲击会沿管产生大的速度和温度梯度，从而使扩散过程占主导地位。它们决定了冲击波的厚度，使其发展到一个稳定的状态值，尽管在耀斑所涉及的短时间内可能达不到这个条件。对于实际的日冕参数，这种稳态激波厚度可能与整个通量管一样长。对于在低普朗特数下的强烈激波，典型的日冕，气体动力学激波包括一个等温的子激波，所有的压缩和冷却发生，之前是一个热锋，温度升高，大部分的加热发生。我们估计每个子区域的长度和它们的传播速度。
2010-06-23 astro-ph.SR physics.plasm-ph
