柱对称开普勒盘的全局MHD模拟

本文介绍了一系列在柱对称极限下进行的全局三维吸积盘模拟，其中忽略了引力场的垂直分量。模拟使用柱对称赝牛顿势来模拟史瓦西度规的主要动力学特性。盘初始具有恒定密度和开普勒角动量分布，并包含一个弱环向或垂直磁场。这些模拟再次证实了先前局部模拟的许多结论。磁旋转不稳定性迅速增长，并产生具有显著麦克斯韦应力的MHD湍流，从而驱动吸积。紧密缠绕的低$m$螺旋波非常突出。在一些模拟中，麦克斯韦应力的径向变化将气体浓缩成环，产生了显著的空间不均匀性。在边际稳定轨道处存在非零应力，这导致最内稳定轨道内的比角动量略有下降。通过详细的模拟比较，我们检验了计算域和状态方程的影响。与从环向场开始的模拟相比，从垂直场开始的模拟具有更大的场放大和更高的应力与磁压之比。与MHD相反，单独的流体动力学既不能产生也不能维持湍流。