MOGLI：基于多流体水动力学的多相气体模型

多相气体，包含高温（$\sim10^6$K）和冷（$\sim10^4$K）气体，广泛存在于天体物理学中跨越多个尺度的介质中。然而，由于冷气体结构的大小与此类气体影响关联系统演化的尺度之间存在巨大的尺度分离，模拟多相气体一直是长期的挑战。本研究中，我们引入一种新的亚网格框架用于此类多相气体，MOGLI：Model for Multiphase Gas using Multifluid hydrodynamics，集成到多流体 AREPO 中。我们基于第一性原理和来自以前使用分辨小尺度模拟的理论结果开发了该方法，导致该公式中自由参数的数量最小。我们将模型中的相互作用分为三个来源：drag、湍流混合和冷气体增长。作为该模型的一部分，我们还包括两种用于估计局部湍流速度的方法：一种使用Kolmogorov 比例，另一种使用局部速度梯度。我们通过与基准单流体模拟进行大量比较来验证该框架的不同组成部分，比较的模拟参数包括冷气体的最初分辨率、湍流马赫数、空间分辨率以及随机湍流初始化。我们测试了完整方案和一个简化版本，分别是否包括冷气体增长。我们发现对于两种局部湍流速度估计方法，在不同模拟参数和诊断下，结果在定性和定量上都表现出非常好的一致性。我们还再现了冷气体生存准则作为一种涌现现象。我们讨论了MOGLI的应用和可能的扩展，并通过运行一个无法以分辨单流体模拟来实现的模拟来演示其能力。