相互作用稀疏波对相对论热喷流的影响

通过相对论流体动力学模拟，我们研究了稀疏加速对相对论热喷流的传播动力学和结构的影响。我们强调了在柱状喷流与周围介质界面处激发的稀疏波的非线性相互作用。从具有径向喷流结构的简化一维模型中，我们发现，由于喷流中心区域相互作用的稀疏波导致相对论压力下降，会瞬间产生比单一稀疏加速预期更强大的整体喷流推力。这导致了热能与整体动能之间的循环原位能量转换，从而引起喷流的径向振荡运动。振荡时标由喷流与周围介质的初始压力比表征，并遵循简单的标度关系 $\tau_{\rm oscillation} \propto (P_{\rm jet,0}/P_{\rm amb,0})^{1/2}$。通过扩展的二维模拟证实，在相对论热喷流穿过周围介质这一更真实的情形下，一维系统中的这种径向振荡运动表现为喷流结构的调制。研究发现，当周围介质具有幂律压力分布时，调制结构中沿喷流传播方向的再约束区域尺寸 $\lambda$ 按自相似关系 $\lambda \propto t^{\alpha/2}$ 演化，其中 $\alpha$ 为压力分布的幂律指数。