湍流原行星盘中固体颗粒的运动学
天体物理学
2009-11-13 v1
摘要
我们在原行星盘的剪切盒模型中对固体颗粒运动进行了数值模拟。吸积流因磁旋转不稳定性作用而呈湍流状态。颗粒上的空气动力阻力采用 Epstein 定律建模，气体速度插值至颗粒位置。我们量化了磁流体动力学湍流对不同停时 （或等价地，不同尺寸）固体颗粒速度弥散的影响。湍流的各向异性反映在颗粒速度分量的弥散上，对于大于约 10 cm 的颗粒（假设 5 AU 处的最小质量太阳星云条件），径向分量大于方位角分量和垂直分量。颗粒速度大小的弥散以及径向和方位角分量的弥散作为停时的函数，与各向同性湍流的先前解析结果一致。具有相同 值的颗粒对之间的相对速度随间距减小而衰减的速度快于具有不同停时的固体颗粒。颗粒数密度的相关性引入了 10 至 100 cm 尺寸范围内固体的非均匀空间分布。任何颗粒团块均在不到十分之一轨道周期的时间内被湍流破坏，且最大集中度的团块能够抵抗自引力坍缩。
引用
@article{arxiv.0801.3646,
title = {Kinematics of solid particles in a turbulent protoplanetary disc},
author = {Augusto Carballido and James M. Stone and Neal J. Turner},
journal= {arXiv preprint arXiv:0801.3646},
year = {2009}
}
备注
11 pages, 9 figures. Accepted for publication in MNRAS