天体物理盘的局部模型

气体吸积盘的局部模型几十年来已成功用于描述各种小尺度现象，从不稳定性、湍流到尘埃动力学和行星形成。在很大程度上，它们的推导是基于物理动机但本质上是特设的，其中一些数学假设从未被明确说明或检查其一致性。这种方法容易出错，很容易推导出支持虚假不稳定性或未能守恒关键量的局部模型。在本文中，我们基于渐近排序提出了严格的推导，并构建了局部模型的层次结构（不可压缩、Boussinesq 和可压缩），明确了哪种模型最适合特定的流动或现象，同时明确列出了每种模型的假设和近似。我们还讨论了非弹性近似 (anelastic approximation) 的优点，强调除非对流动施加强烈限制，否则非弹性系统难以守恒能量。非弹性近似遇到的问题因盘的非差速旋转而加剧，但也存在于非旋转系统中，如恒星内部。最后，我们为局部模型及其在天体物理研究中的持续效用进行了辩护。