行星-盘相互作用的动力学模拟：时间演化与数值分辨率

行星-盘相互作用可在原始盘中产生动力学特征。虽然最近的观测已检测到盘中非凯默奥运动，但其起源仍在争论中。为探索这一问题，我们使用 FARGO3D 代码对Jovian 类行星在原始盘中诱导的2个盘尺度高度处非轴对称运动扰动进行3D 流体动力学模拟，随后对在毫米波长的合成CO 发射线观测中可检测信号进行检视。我们主张使用残差速度或信道图（通过从盘中减去以方位角平均背景生成）来识别行星诱导的动力学扰动。我们研究了两种基本仿真参数——仿真持续时间和数值分辨率——对仿真结果的影响。我们的发现表明，给定所选黏性系数（$\alpha=10^{-3}$），短时间仿真（例如100个轨道）不足以建立稳定的速度模式，显示出许多以轨道时间尺度为尺度的波动。此类瞬态特征可能被观测到。相比之下，需要进行长时间仿真（例如1000个轨道）才能在动力学结构中达到稳态。在1000个轨道时，发现最强且可被检测到的速度结构位于靠近行星的扰流尾部。在数值收敛性测试中，我们发现流体动力学结果在每盘尺度高度14个单元（CPH）或更高分辨率下在扰流区域收敛。同时，不同分辨率下的合成观测在0.1''角分辨率和10小时ALMA积分时间下无法区分。