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激波-云与风-云相互作用的比较:云在风中的更长存活

星系天体物理 2018-05-15 v1

摘要

高温、高速风与冷、致密分子云的相互作用通常被假设类似于嵌入激波后流场中的云的演化。然而,文献中目前尚无对这两个过程的直接比较研究。我们展示了 Mach 10 激波与密度对比度为 χ=10\chi = 10 的云相互作用的二维绝热流体动力学模拟,并将我们的结果与相应的风-云模拟进行了比较。然后,我们研究了改变风速(有效地改变风 Mach 数 MwindM_{wind})对云演化的影响。我们发现这两个过程之间存在显著差异:1) 在激波-云相互作用中,透射激波要平坦得多;2) 风-云情况下的低压区以不同于激波-云情况的方式使气流在云边缘周围偏转;3) 在激波情况下,云的轴向压缩要大得多。随着 MwindM_{wind} 增加,归一化混合率降低。具有更高 MwindM_{wind} 的风中的云也不会经历穿过云后部的透射激波,并且在轴向上被压缩得更多。与激波-云模拟相比,由云破碎时间尺度 tcct_{cc} 归一化的云混合时间随着 MwindM_{wind} 的增加而增加,直到在高 MwindM_{wind} 时达到平台期(在 tmix25tcct_{mix} \simeq 25 \, t_{cc} 处),从而证明了预期的 Mach 数标度。此外,高 Mach 数风中的云能够存活很长时间,并且能够移动相当远的距离。

关键词

引用

@article{arxiv.1706.03510,
  title  = {A comparison of shock-cloud and wind-cloud interactions: The longer survival of clouds in winds},
  author = {K. J. A. Goldsmith and J. M. Pittard},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1706.03510},
  year   = {2018}
}

备注

13 pages, 5 figures