稠密行星环中共振受迫密度波阻尼的弱非线性模型
地球与行星天体物理
2018-04-23 v1
摘要
在本文中，我们研究稠密行星环中共振受迫密度波的稳定性。Goldreich & Tremaine (1978) 早已指出，密度波可能不稳定，取决于环的黏度与面质量密度的关系。在近期Schmidt等人 (2016) 的论文中，我们指出当——在环动力学的流体描述内——黏性过稳定性判据满足时，受迫螺旋密度波也会变得不稳定。此时线性理论无法描述阻尼，但底层方程的非线性保证了有限振幅并最终导致波的阻尼。我们应用多尺度形式体系，从流体力学模型导出弱非线性阻尼关系。该关系描述了具有密度依赖输运系数的垂直积分流体盘中螺旋密度波的中共振激发与非线性的黏性阻尼。模型一致地预言，在满足黏性过稳定性条件的环区域内密度波为（线性）不稳定。在离林德布拉德共振足够远处，由于非线性黏性阻尼，面质量密度扰动预言将饱和至常数值。模型的波阻尼长度取决于某些输入参数，如参数空间中到黏性过稳定性阈值的距以及基态面质量密度。
引用
@article{arxiv.1804.07674,
title = {A Weakly Nonlinear Model for the Damping of Resonantly Forced Density Waves in Dense Planetary Rings},
author = {Marius Lehmann and Juergen Schmidt and Heikki Salo},
journal= {arXiv preprint arXiv:1804.07674},
year = {2018}
}