大质量恒星中氖燃烧对流壳层的三维模拟

对流处理仍然是一维（1D）恒星演化模型中的一个主要弱点。不断增长的计算能力使得现在可以在三维（3D）中模拟恒星在其生命周期的一部分，从而允许我们使用流体动力学代码研究对流区的全部复杂性。在这里，我们在大质量恒星生命晚期的一个氖燃烧对流区中进行了最先进的湍流流体动力学模拟。我们生成了一组模拟，改变了计算域的分辨率（从128^3到1024^3个单元）和核反应的效率（通过将能量产生率从标称值提高到1000倍）。我们通过速度场的傅里叶变换和各种输运方程的场均分解来分析结果。我们的结果与先前的研究一致，表明对流区主体的行为已经在相对较低的分辨率（256^3）下得到了很好的捕捉，而对流边界的细节则需要更高的分辨率。使用的不同增强因子显示了各种量（速度、浮力、丰度、丰度方差）如何依赖于能量产生率。我们发现，对于低增强因子，对流区混合良好，验证了一维恒星演化代码中通常使用的方法。然而，当核燃烧和湍流输运发生在相同的时间尺度上时，则需要更复杂的处理。这通常发生在壳层合并的情况下。