湍流恒星对流区的建模:亚网格尺度效应
太阳与恒星天体物理
2016-09-21 v1
摘要
湍流恒星内部的全局数值模拟的引人瞩目的发展揭示了多种可能的微分旋转(太阳式或反太阳式)、经向环流(单圈或多圈)以及发电机态(稳定的大尺度环向场或周期性反转磁场)。基于所谓的非弹性方程组的各种数值方案被用于获得这些结果。如今似乎必须评估它们相对于数值细节的鲁棒性,特别是湍流亚网格尺度的处理。我们报告了两种全局模型 ASH 和 EULAG 代码之间的正在进行中的比较。在 EULAG 中,亚网格尺度由数值方案隐式处理,而在 ASH 中其效应通常通过采用增强的耗散系数来建模。我们在 EULAG 的湍流对流模拟中刻画了亚网格尺度效应。我们通过详细的能量收支评估了它们在每个可分辨尺度上的效应。我们推导出等效的涡扩散系数,并将导出的扩散率用于孪生的 ASH 数值模拟。我们发现两种代码在流体动力学区中发展出的大尺度流之间具有良好一致性,这鼓励了在磁流体动力学区中对各种发电机解进行进一步研究。
引用
@article{arxiv.1605.08685,
title = {Modelling turbulent stellar convection zones: sub-grid scales effects},
author = {A. Strugarek and P. Beaudoin and A. S. Brun and P. Charbonneau and S. Mathis and P. K. Smolarkiewicz},
journal= {arXiv preprint arXiv:1605.08685},
year = {2016}
}
备注
21 pages, 6 figures, accepted for publication in Advances in Space Research