原行星盘中的化学网络简化
地球与行星天体物理
2019-02-27 v1
摘要
原行星盘(PPDs)的特征在于不同类型的气体动力学与化学，它们通过电离、加热与冷却过程以及平流和湍流输运相互耦合。然而，当使用综合化学反应网络时，将气体动力学与时间相关化学直接耦合在计算上昂贵得令人望而却步。在本文中，我们评估了一种基于物种的网络简化方法在不同盘环境中产生小型化学网络的效用，这些小型网络能复现大型气相化学网络中主要物种的丰度。我们发现该方法在盘的中平面和表面区域表现非常好，其中约20-30个气相物种由50-60个气相反应连接，就足以复现目标电离分数和化学丰度。简化网络中大多数物种，包括氧、碳和氮的主要载体，在简化与完整网络模型中也具有相似丰度。我们的结果可作为未来PPD流体动力学/磁流体动力学模拟在适当区域纳入时间相关化学的初步努力。然而，准确建模中等盘高度处主要物种的丰度将需要更广泛地纳入气-粒化学的网络，留待未来研究。
引用
@article{arxiv.1901.04888,
title = {Chemical network reduction in protoplanetary disks},
author = {Rui Xu and Xue-Ning Bai and Karin Öberg and Hao Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1901.04888},
year = {2019}
}
备注
accepted for publication in ApJ