径向截断对类太阳模型整体二维流体动力学模拟的影响

恒星对流是一种负责热与化学物种传输的非局域过程。它可通过对流超射导致增强混合,并在对流边界激发内重力波(IGWs)。这些过程之间的关系仍不甚明了,需要整体流体动力学模拟以捕捉重要的大尺度动力学。恒星内部的陡峭分层表明此类模拟的径向范围会影响对流动力学、稳定分层辐射区中的 IGWs 以及超射层的深度。我们利用完全可压缩恒星流体动力学代码 MUSIC 进行的二维整体模拟研究这些效应。我们比较了同一类太阳恒星模型的八种不同径向截断,演化时间约为 400 个对流翻转时间。我们发现内边界的位置对对流动力学、对流超射及行进来 IGWs 的影响微不足道。我们将此归因于下对流边界处的背景条件不受截断影响,只要在模拟域中包含足够深的辐射层。然而,我们发现仅将外边界扩展恒星半径的几个百分点就显著增加了对流区中的速度与温度扰动、超射深度、IGWs 的功率与谱斜率。该效应与外边界处的背景条件有关,其本质上由流体静力分层与给定光度决定。