主序星中波与核对流的全可压缩模拟

背景。近期,关于全恒星模型中波的产生与传播的非线性模拟已在非弹性近似下使用谱方法完成。尽管该方法允许较长的时间步长,但其完全排除了声波的物理过程,且为数值稳定性需要相当高的人为粘性与热扩散率。因此与观测的直接比较受到限制。目的。我们探索我们的可压缩多维流体动力学代码 SLH 模拟恒星振荡的能力。方法。我们使用两个测试用例将 2D SLH 模拟中内重力波与压力波的一些基本性质与线性波理论进行比较:(1) Boussinesq 极限下的区间重力波包,以及 (2) 一个具有对流核与辐射包层的真实 $3\mathrm{M}_\odot$ 恒星模型。该恒星模型的振荡性质也在观测背景下进行讨论。结果。我们的测试表明,在模拟恒星内部的振荡时,专门的低马赫数技术是必需的。我们模拟中内重力波与压力波的基本性质与线性波理论吻合良好。与同一恒星模型的非弹性模拟相比,我们可以追踪频率低得多的内重力波。速度与温度的时间频率谱是平坦的,并与大质量恒星的观测谱相容。结论。用于恒星振荡流体动力学模拟的低马赫数可压缩方法是很有前景的。我们的模拟耗散更小,且比可比的谱模拟需要更少的亮度增强。全可压缩方法也允许研究重力波与压力波的耦合。