各向异性弱可压缩湍流的隐式大涡模拟及其在核坍缩超新星中的应用

（删节）在隐式大涡模拟（ILES）范式中，利用高分辨率激波捕获格式的耗散特性来提供湍流的隐式模型。最近的3D模拟表明湍流可能在核坍缩超新星爆发中起关键作用，然而这些研究中湍流的模拟保真度尚不清楚。特别是考虑到ILES对于CCSN中令人关注的状态（即弱可压缩和强各向异性）的准确性此前尚未系统评估。本文通过若干驱动的、弱可压缩、各向异性湍流的局部模拟，使用计算天体物理中最常用数值方法评估ILES的准确性。我们详细分析了湍流级联受数值影响的方式。我们的结果表明CCSN湍流的各向异性和可压缩性对湍动能谱影响很小，在惯性区获得了Kolmogorov $k^{-5/3}$ 标度。我们发现，一方面，大尺度的动能耗散率即使在相对较低分辨率下也能正确捕获，表明在模拟最大尺度上可实现非常高的有效雷诺数。另一方面，中等尺度的动力学似乎完全由所谓的瓶颈效应主导，即由于数值黏性部分抑制能量级联导致动能靠近耗散区堆积。直到达到相对高分辨率 $\sim 512^3$（在全球模拟中难以实现）才恢复惯性区。我们讨论了其对CCSN模拟的影响。