Hydrodynamic吸积盘中规避湍流的途径：基于特征值的分析方法

冷型吸积盘如星形成系统、静止类天体暴涨变变量以及某些活跃星系核中所见，预期其中的中性气体与磁场耦合较差。此类吸积盘的湍流黏性必须来源于流体力学而非磁流体力学。我们研究了在两条平行壁之间的线性剪切流中流体扰动的增长。未扰动的流动类似于平面 Couette 流，但包含了科里奥利力。尽管该系统中不存在指数级增长的特征模态，但由于特征模态的非正规性质，扰动能量可能出现大幅瞬时增长。对于常角动量吸积盘，我们发现具有最大增长的扰动的波矢指向垂直方向。当雷诺数R=300时，能量增长超过100倍；当R=1000时，增长超过1000倍。湍流可轻易被激发，此结果与之前的数值模拟一致。对于Kepler型吸积盘，类似的垂直扰动的最大增长仅为约4倍，解释了为何相同的模拟未在该系统中发现湍流。然而，某些具有垂直结构为零的二维扰动也表现出适度增长。对于最优二维扰动，能量在R~10^4.5时增长约100倍，在R~10^6时增长约1000倍。可以设想，这些二维扰动可能导致自持湍流。冷型天体吸积盘的雷诺数远高于10^6，因此流体力学湍流在吸积盘中是可能的。