耦合辐射流体动力学的分子氢化学的简单模型

我们将非平衡分子氢化学引入辐射流体动力学代码 Ramses-RT。这是一个自适应网格加密网格代码，具有辐射流体动力学，将氢和氦的热化学与基于矩的、采用 Eddington 张量闭合模型的辐射转移相耦合。我们所包含的 H2 物理过程包括尘埃颗粒上的形成、气相形成、三体碰撞形成、碰撞破坏、光解离、光电离、宇宙线电离和自屏蔽。特别地，我们实现了首个与基于矩的辐射转移通过增强光破坏而在局部相联系的 H2 自屏蔽模型。这种来自 Lyman-Werner 线重叠的自屏蔽对 H2 形成和气体冷却至关重要。我们现在可以追踪分子、原子和电离氢物种及其相应的解离和电离光子群的非平衡演化。通过一系列测试，我们表明我们的模型与专门的光解离区代码相比表现良好。我们成功再现了分子氢与原子氢之间的转变深度、气体的分子冷却，以及嵌入分子介质中的真实 Stromgren 球。在本文中，我们聚焦于测试用例，以在小尺度上证明我们模型的有效性。我们的最终目标是将其实现于大尺度星系模拟中。