原行星盘中对流超稳定性的轴对称模拟
地球与行星天体物理
2021-08-25 v1 流体动力学
摘要
原行星盘在某些半径处表现出不利的径向熵梯度，可驱动振荡对流(对流超稳定性；COS)。随之而来的流体动力学活动可能重塑盘的径向热结构，同时在径向和垂直方向混合固体物质，或者反过来，将其集中到涡旋结构中。我们使用 SNOOPY 代码对 COS 进行了局部轴对称模拟，首先展示了寄生模式如何阻止不稳定性的指数增长，其次展示了其随后采取的不同饱和路径。随着雷诺数和(伪)理查森数的增加，系统依次从(a) 以相对有序的非线性波为特征的弱非线性状态，过渡到(b) 波湍流，最后到(c) 间歇性继而持续性带状流的形成。在三维情况下，我们预期后者会在轨道平面内产生涡旋。鉴于原行星盘中极高的雷诺数，第三种状态应最为普遍。因此，我们认为 COS 是行星形成中的一个重要动力学过程，尤其是在死区边缘、冰线、间隙和尘埃环等特征附近。
引用
@article{arxiv.2108.01541,
title = {Axisymmetric simulations of the convective overstability in protoplanetary discs},
author = {Robert J. Teed and Henrik H. Latter},
journal= {arXiv preprint arXiv:2108.01541},
year = {2021}
}