ИСТИНА

Процесс генерации магнитного поля, вмороженного в конвективный поток проводящей жидкости или плазмы, принято называть эффектом магнитогидродинамического динамо. В линейном режиме, при котором обратным влиянием генерируемого магнитного поля на поле скорости можно пренебречь, основные уравнения мгд-динамо получаются усреднением уравнения магнитной индукции по турбулентному гидродинамическому потоку. Так уравнение для среднего поля, первоначально угаданное Юджином Паркером, в настоящее время носит название уравнения Штеенбека-Краузе-Рэдлера и описывает такие, хорошо известные эффекты, как генерацию магнитных полей звезд, галактик, миграционные динамо-волны, одиннадцатилетний солнечный динамо-цикл и многие другие. Уравнение для вторых моментов, носящее название уравнение Казанцева или Вайнштейна-Кичатинова, описывает явление мелкомасштабной генерации, при которой гидродинамическая энергия перекачивается в магнитную, но таким образом, что среднее поле при этом не растет. Важно, что ключевым параметром в обеих моделях является корреляционное время поля скорости. И проблема здесь заключается, в том, что это корреляционное время может быть разным на разных пространственных масштабах. Тому, какое корреляционное время учитывать правильно, и посвящен настоящий доклад. Для этого процесс динамо-генерации рассматривается с точки зрения каскадного (или оболочечного) подхода. В этом подходе система уравнений магнитогидродинамики рассматривается в спектральном пространстве на иерархической группе спектральных волновых чисел. Другими словами, спектральная пространственная область делится на оболочки, равномерно распределенные по логарифмической спектральной шкале. На каждой оболочке вводятся коллективные переменные для магнитного поля и поля скорости (в некотором смысле аналогичные Фурье-компонентам этих полей). Нелинейные слагаемые мгд-системы приводят к взаимодействию спектральных оболочек друг с другом, таким образом, что выполняются законы сохранения, характерные для 3D мгд-системы в бездиссипативном приближении. Взаимодействие спектральных оболочек каскадной модели приводит к транспорту гидродинамической и магнитной энергии и спиральности, а также установлению колмогоровского степенного спектра. При этом оказывается, что если в гидродинамически равновесный случай добавить магнитное поле, то наблюдается мелкомасштабный рост магнитной энергии, аналогичный результату работы мелкомасштабного динамо Казанцева. Мы сравниваем характеристики данного роста при разных подходах, исследуем поведение генерации в зависимости от корреляционного времени, изучаем влияние разных спектральных областей спектра и приходим к неожиданному выводу, что на работу мелкомасштабного магнитного динамо, влияет совсем не мелкомасштабная часть гидродинамического спектра, а крупномасштабная. Таким образом, результаты работы дают ответ на то, какое конкретно корреляционное время следует выбирать при исследовании эффектов мгд-генерации в турбулентных проводящих средах.