Modelling the magnetic field generation modes in the low-mode model of the αΩ-dynamo with varying intensity of the α-effect

Autor: Sheremetyeva, O.V., Godomskaya, A.N.
Rok vydání: 2021
Předmět:
Popis: Ольга Владимировна Шереметьева, кандидат технических наук, научный сотрудник, лаборатория моделирования физических процессов, Институт космофизических исследований и распространения радиоволн ДВО РАН (Камчатский край, c. Паратунка, Российская Федерация), sheremeteva@ikir.ru. Анна Николаевна Годомская, педагог дополнительного образования, естественнонаучный отдел, Муниципальное бюджетное учреждение дополнительного образования ≪Центр ≪Луч≫ (г. Елизово, Российская Федерация), anna_antonenko@mail.ru. O.V. Sheremetyeva1, A.N. Godomskaya2 1Institute of Cosmophysical Research and Radio Wave Propagation FEB RAS, Paratunka, Russian Federation 2Municipal Budgetary Institution of Supplementary Education “Center “Luch”, Yelizovo, Russian Federation E-mails: sheremeteva@ikir.ru, anna_antonenko@mail.ru 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 10⁴ 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). In the framework of the αΩ-dynamo model a magnetohydrodynamic system (MHDsystem) with an included additive correction of the α-effect intensity in the form of a function Z(t) is considered. The variation of the α-effect intensity with time is determined by the exponential kernel J(t) of the function Z(t). A preliminary analysis of the changes influence in the values of the mass density of external forces and the α-effect intensity on the values of the magnetic field and the velocity field is carried out. To simplify the numerical model, the MHD-system was rescaled and the time of the magnetic field dissipation, which is of the order of 10⁴ years, was taken as a unit of time. The time unit choice is determined by the need to study the magnetic field modes on a large time scales. In order to reduce the number of variable parameters, the MHD-system was made dimensionless so that the control parameters are the Reynolds number, which carries information about the large-scale generator, and the amplitude of the α-effect, which characterizes the turbulent generator. The results of numerical simulation of the modes of magnetic field generation are displayed on the phase plane of the control parameters. The question of the dynamics of the change in the pattern on the phase plane depending on the waiting time determined by the scale factor of the exponential kernel J(t) of the function Z(t) is investigated
Databáze: OpenAIRE