类型I X射线爆发的低马赫数模型化

应用低马赫数近似（LMNA）对非旋转中子星表面矩形区域内的类型I X射线爆发进行二维水动力学建模。由于此类现象涉及明显亚声速流动，LMNA提供的跨步增益使得在强引力导致显著分层的环境中，对这些爆炸进行常规模拟变得可行，同时允许温度和密度在横向上存在显著差异。该模型用于模拟爆炸的加热、峰值及初始冷却阶段。在爆炸期间，贝纳尔式细胞自然填满垂直扩张的对流层。马赫数在整个模拟过程中始终小于0.15，从而证明了低马赫数近似的有效性。尽管对流层平均为顺热膨胀，却在次对流时间尺度内发生显著的准顺热性波动。由于对流层的扩张，显著的组成混合自然发生，但tracer粒子在对流时间尺度上的穿透通过对流层边界是暂时的且受限的。因此，混合发生在相对缓慢的爆炸时间尺度上的热膨胀，而非通过质子穿透对流层边界的质量混合。在混合效率较低的对流层边界处，实际温度梯度更 closely 遵循Ledoux准则。