使用离散幂律模型模拟 C 型激波中的粒度分布
星系天体物理
2023-01-18 v1
摘要
在本文中，我们讨论了如 Sumpter (2020) 所述，将一种离散的分段幂律粒度分布方法实现到数值多流体 MHD 代码中。这种描述能够捕捉尘埃颗粒的完整尺寸范围及其动力学效应。唯一的假设是单个离散区间内的颗粒具有相同的速度和电荷。我们通过模拟平面平行 C 型激波来测试该实现，并将结果与多物种颗粒模型的激波模型进行比较。我们发现离散颗粒模型与多物种颗粒模型都收敛到相同的激波剖面。然而，离散模型的收敛速度快于多物种颗粒模型。对于纯平流模型，单个离散区间已足够，而多物种颗粒模型至少需要 8 种颗粒物种。当包含颗粒溅射时，所需的离散区间数量增加到 4，因为颗粒分布不能像平流模型中那样用单一幂律描述。多物种颗粒模型仍需要更多颗粒物种来模拟该分布，但数量相较于纯平流模型并未增加。我们的结果表明，使用离散分布对颗粒分布函数进行建模可显著减少捕捉颗粒物理所需的计算成本。
引用
@article{arxiv.2301.06371,
title = {Modelling grain-size distributions in C-type shocks using a discrete power-law model},
author = {Rosie Sumpter and Sven Van Loo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2301.06371},
year = {2023}
}
备注
12 pages, 9 Figures, accepted by Astronomy and Computing (2023, Volume 42, article id.100669)