过冲对流模拟中的扩展亚绝热层
太阳与恒星天体物理
2017-08-25 v3
摘要
我们展示了局部笛卡尔域中流体动力学过冲对流的数值模拟。我们发现对流区(CZ)下部根据施瓦茨希尔德判据是稳定层化的相当一部分，而焓通量是向外指向的。这发生在CZ底部的热传导轮廓平滑变化时，基于作为温度和密度函数的类Kramers不透明度描述，或类似形状的静态轮廓。我们表明亚绝热层是由于CZ上部浮力驱动的下降流的非局域能量传输而产生的。对上升流和下降流的力平衡分析确认对流是由表面冷却驱动的。我们发现常用的对流焓通量正比于负熵梯度的处方在通量为正的稳定层化层中不成立。我们证明了焓通量存在非梯度贡献，估计其在整个对流层中重要。下降流的定量分析表明从树状结构（较小下曳流在上部合并为较大者）到更深部分的结构转变，其中高度无关的强下曳流数量持续存在。这种流动拓扑变化发生在CZ下部存在实质亚绝热层时。
引用
@article{arxiv.1703.06845,
title = {Extended subadiabatic layer in simulations of overshooting convection},
author = {Petri J. Käpylä and Matthias Rheinhardt and Axel Brandenburg and Rainer Arlt and Maarit J. Käpylä and Andreas Lagg and Nigul Olspert and Jörn Warnecke},
journal= {arXiv preprint arXiv:1703.06845},
year = {2017}
}
备注
6 pages, 3 figures, published in ApJL