扭曲天体物理盘中的参数不稳定性：增长、饱和与反馈

理解扭曲天体物理盘动力学的研究已引起广泛关注，主要受到不断增加的观测到的畸变系统目录的推动。先前的研究表明，扭曲的演化关键地受到由波动几何建立的内部流场的调节。这些通常被建模为层流水平剪切流，以近似轨道频率来回振荡。然而，这种剪切运动已知易受惯性波的水动力参数不稳定性的影响，这可能改变扭曲动力学。虽然线性增长阶段已被很好理解，但随后的非线性饱和与对扭曲的自洽反馈尚未被研究。在这项工作中，我们利用 Fairbairn 和 Ogilvie 最近的环模型框架，在拉格朗日代码 GIZMO 中实现了一种新颖的数值设置。我们正式识别了模拟中几个局部增长模式，正如该不稳定性的三模耦合分析所预测的那样，并发现与理论增长率相当一致。我们将饱和机制理解为一种波破碎过程，它首先抑制较短波长参数耦合的增长，同时允许最长模式主导最终的准稳态类波湍流。将能量从扭曲传输到小尺度的雷诺应力，可以使用时间依赖的各向异性黏性 alpha 模型有效建模，该模型紧密捕捉扭曲的振幅和相位演化。因此，该模型可能有助于为未来常见的全局研究提供信息，这些研究通常不能分辨参数不稳定性。