黑洞吸积流起源风的大尺度动力学：(I) 流体力学

黑洞吸积流起源的风无处不在。以往工作主要关注吸积流尺度上风的 launching（启动）。风能够向外传播多远及其大尺度动力学仍不清楚。作为本系列的第一篇论文，我们通过解析与数值方法研究热风在吸积尺度之外的大尺度动力学。对我们问题至关重要的边界条件，基于小尺度模拟结合风的观测进行了分析与给出。黑洞与星系势均被考虑在内。对于起源于热吸积流的风，我们发现风可达大尺度。速度、密度与温度的径向轮廓可近似为 $v_r\approx v_{r0}, \rho\approx \rho_{0}(r/r_0)^{-2}$ 与 $T\approx T_0 (r/r_0)^{-2(\gamma-1)}$，其中 $v_{r0}, \rho_0, T_0$ 为边界 $r_0(\equiv 10^3 r_g)$ 处风的速度、密度与温度，$\gamma$ 为多方指数。在向外传播过程中，焓与转动能量补偿引力势的增加。对于薄盘，我们发现由于伯努利参数较小，风不能像热风那样传播得远，而是停止于伯努利参数等于势能的某个半径处。在风停止前，动力学量的轮廓也可由上述关系近似。此情形下仅转动能量补偿势能的增加。