核心坍缩超新星中中微子驱动对流的全球湍流模型

核心坍缩超新星（CCSNe）的模拟表明，一旦中微子光度超过一条临界曲线，就会发生成功的爆发；而最近的模拟表明，湍流通过降低该临界中微子光度进一步促进了爆发。我们提出了一个理论框架来推导这一结果，并通过推导主导平均场方程迈出了第一步。利用雷诺分解，我们将流动变量分解为背景流和湍流，并推导了它们演化的自洽平均方程。作为CCSN问题的基本要求，这些方程自然地包含了稳态吸积、中微子加热与冷却、非零熵梯度，以及与浮力驱动、重分布和耗散相关的湍流项。此外，对二维（2D）CCSN模拟的分析验证了这些雷诺平均方程，我们证明了湍流物理学完全解释了1D与2D CCSN模拟之间的差异。作为推导临界光度降低的序曲，我们确定了最影响爆发条件的湍流项。通常，湍流方程需要闭合模型，但这些闭合模型依赖于流的宏观性质。为了推导适用于CCSNe的闭合模型，我们从文献中筛选了相关的闭合模型，并将每个模型与2D模拟进行比较。这些模型采用局部闭合近似，无法重现中微子驱动湍流的全球性质。受这些局部模型普遍失败的启发，我们提出了一种结合了流全球性质的原创湍流模型。该全球模型准确地重现了2D CCSN模拟的湍流轮廓和演化。