Моделирование режимов генерации магнитного поля в маломодовой модели αΩ-динамо с изменяющейся интенсивностью α-эффекта

В рамках модели αΩ-динамо рассматривается магнитогидродинамическая система (далее МГД-система) с введенной аддитивной поправкой интенсивности α-эффекта в виде функции Z(t). Изменение интенсивности α-эффекта со временем определяется показательным ядром J(t) функции Z(t). Проведен предварительный анализ влияния изменения значений массовой плотности внешних сил и интенсивности α-эффекта на значения магнитного поля и поля скорости. Для упрощения численной модели МГД-система перемасштабирована и в качестве единицы времени принято время диссипации магнитного поля, которое составило порядка 10^4 лет. Выбор временной единицы определяется необходимостью исследования поведения магнитного поля на больших временных масштабах. С целью сокращения количества варьируемых параметров МГД-система обезразмерена таким образом, что управляющими параметрами выступают число Рейнольдса, которое несет информацию о крупномасштабном генераторе, и амплитуда α-эффекта, характеризующая турбулентный генератор. Результаты численного моделирования режимов генерации магнитного поля отражены на фазовой плоскости управляющих параметров, и исследуется вопрос о динамике изменения картины на фазовой плоскости в зависимости от времени ожидания, определяемого масштабным коэффициентом показательного ядра J(t) функции Z(t).

Ключевые слова

αΩ-динамо; магнитогидродинамическая система; режимы генерации магнитного поля; инверсия.

Литература

1. Merril, R.T. The Magnetic Field of the Earth: Paleomagnetism, the Core, and the Deep Mantle / R.T. Merril, M.W. McElhinny, P.L. McFadden. - London: Academic Press, 1996.
2. Steenbek, M. Zur Dynamotheorie stellarer und planetarer magnetfelder. Berechnunug sonnenahnlicher wechselfeld generatoren / M. Steenbek, F. Krause // Astronomische Nachrichten. - 1969. - № 291. - P. 49-84.
3. Zeldovich, Ya.B. Magnetic Fields in Astrophysics. The Fluid Mechanics of Astrophysics and Geophysics / Ya.B. Zeldovich, A.A. Rusmaikin, D.D. Sokoloff. - New York: Gordon and Breach, 1983.
4. Водинчар, Г.М. Инверсии в модели геодинамо, управляемой 6-ячейковой конвекцией / Г.М. Водинчар, Л.К. Фещенко // Вестник КРАУНЦ. Физико-математические науки. - 2015. - Т. 11, № 2. - С. 45-54.
5. Гледзер, Е.Б. Системы гидродинамического типа и их применение / Е.Б. Гледзер, Ф.В. Должанский, А.М. Обухов. - М.: Наука, 1981.
6. Parker, E.N. Hydromagnetic Dynamo Models / E.N. Parker // The Astrophysical Journal. - 1955. - № 122. - P. 293-314.
7. Krause, F. Mean-Filed Magnetohydrodynamics and Dynamo Theory / F. Krause, K.-H. Raedler. - Oxford: Pergamon Press, 1980.
8. Steenbek, M. Berechnung der mittlerer Lorentz-Field starke V B f"ur ein elektrisch leitendes medium in Turbulenter, Durch Coriolis-Kr"afte beenflusster bewegung / M. Steenbek, F. Krause, K.-H. Raedler // Zeitschrift fur naturforschung. - 1996. - № 21. - P. 369-376.
9. Водинчар, Г.М. Использование собственных мод колебаний вязкой вращающейся жидкости в задаче крупномасштабного динамо / Г.М. Водинчар // Вестник КРАУНЦ. Физико-математические науки. - 2013. - Т. 7, № 2. - С. 33-42.
10. Godomskaya, A.N. Reversals in the Low-Mode Model Dynamo with alphaOmega-generators / A.N. Godomskaya, O.V. Sheremetyeva // E3S Web of Conferences. - 2018. - V. 62. - Article ID: 02016. - 6 p.
11. Godomskaya, A.N. Modes of Magnetic Field Generation in Models of a alphaOmega-dynamo with a Power Type alpha-generator / A.N. Godomskaya, O.V. Sheremetyeva // E3S Web of Conferences. - 2019. - V. 127. - Article ID: 02023. - 7 p.
12. Годомская, А.Н. Режимы генерации магнитного поля в модели alphaOmega-динамо с alpha-генератором степенного типа / А.Н. Годомская, О.В. Шереметьева // Вестник КРАУНЦ. Физико-математические науки. - 2019. - Т. 29, № 4. - C. 58-66.