Nous analysons les oscillations torsionnelles se développant dans une simulation magnétohydrodynamique
de la zone de convection solaire produisant des champs magnétiques
de type solaire (champs axisymétriques subissant des inversions de polarités régulières
sur des échelles temporelles décadaires). Puisque ces oscillations sont également
similaires à celles observées dans le Soleil, nous analysons les dynamiques zonales aux
grandes échelles. Nous séparons donc les termes aux grandes échelles (force de Coriolis
exercée sur la circulation méridienne et les champs magnétiques aux grandes échelles)
de ceux aux petites échelles (les stress de Reynolds et de Maxwell). En comparant les
flux de moments cinétiques entre chacune des composantes, nous nous apercevons que
les oscillations torsionnelles sont maintenues par l’écoulement méridien aux grandes
échelles, lui même modulé par les champs magnétiques. Une analyse d’échange d’énergie
confirme ce résultat, puisqu’elle montre que seul le terme comprenant la force de
Coriolis injecte de l’énergie dans l’écoulement. Une analyse de la dynamique rotationnelle
ayant lieu à la limite de la zone stable et de la zone de convection démontre que
celle-ci est fortement modifiée lors du passage de la base des couches convectives à la
base de la fine tachocline s’y formant juste en-dessous. Nous concluons par une discussion
au niveau du mécanisme de saturation en amplitude dans la dynamo s’opérant dans
la simulation ainsi que de la possibilité d’utiliser les oscillations torsionnelles comme
précurseurs aux cycles solaires à venir. / We study torsional oscillations developping in a magnetohydrodynamic simulation of the
solar convective layers producing solar-like magnetic cycles (large-scale axisymmetric
fields subjected to regular polarity reversals). Since these oscillations are similar to those
observed in the Sun, we perform an analysis of large-scale zonal dynamics. We separate
the large-scale terms (Coriolis force exerted on the meridional circulation and large-scale
magnetic fields) from the small-scale contributions (Reynolds and Maxwell stresses).
Upon comparing angular momentum fluxes between each of those components, we find
that torsional oscillations are driven by the large-scale meridional flow, itself modulated
by magnetic fields. An analysis of energy transfers confirms this result, where we see
that only the Coriolis force term directly inputs energy in the flow. An analysis of angular
momentum fluxes occuring at the interface between the stable and the convective zones
shows that the local dynamics therein undergoes a complete shift in going from the
base of the convective layers through the base of the thin tachocline developping just
beneath it. We conclude by discussing the mechanism of amplitude saturation in the
dynamo operating in the simulation and the possibility of using torsional oscillations as
precursors to upcoming solar cycles.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:umontreal.ca/oai:papyrus.bib.umontreal.ca:1866/7101 |
| Date | 02 1900 |
| Creators | Beaudoin, Patrice |
| Contributors | Charbonneau, Paul |
| Source Sets | Université de Montréal |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | Thèse ou Mémoire numérique / Electronic Thesis or Dissertation |
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