热力学分层准-Kepler 流的线性不稳定性

准-Kepler 流是泰勒-库尔特共旋转流的一个特殊范畴，在天体物理学中具有重要的天体盘角动量输运研究价值。已知的磁动力不稳定性（MRI）成功解释了某些天体盘中流体不稳定性和湍流产生，但在磁效应可忽略的原行星盘中无法解释这些现象。鉴于这些盘中温度随半径而减小，本文考察了在径向引力加速度下（模拟恒星引力）对3D全局扰动的径向热力学分层对准-Kepler 准共振流的线性稳定性。我们的结果表明，在广泛的参数空间内，对准轴向和非准轴向模式均存在热力学-动力学线性不稳定性。一般而言，降低 Richtmeyer 或 Prandtl 数会使流更稳定，而减小半径比则会使其不稳定。本文还对该不稳定性进行量化表征。在低 Prandtl 数时，我们观察到线性临界 Taylor 数 $Ta_c\propto$ $Pr^{-6/5}$ 的比例关系。将观察到的比例关系外推至高 $Ta$ 和低 $Pr$ 可能表明该不稳定性与天体盘相关。此外，即使是轻微的热力学分层（以低 Richtmeyer 数表征）也可触发具有小轴向波长的流体不稳定性。这些发现在定性上与基于短波近似的传统局部稳定性分析结果一致。本研究细化了原行星盘中热力学诱导的线性不稳定过渡路径，以解释磁效应无效的“死区”中角动量输运的机制。