银河团簇模拟中光滑粒子流体动力学的物理粘度
天体物理学
2009-11-11 v3
摘要
迄今为止进行的大多数星系团形成流体动力学模拟都试图将宇宙气体建模为理想、无粘性流体，其中仅包含（不希望的）小量数值粘度，源自所采用的数值方法的局限性，其强度取决于数值分辨率。然而，热星系团气体的物理粘度可能实际上并不微不足道，这表明一种更恰当的自一致处理，即考虑内部气体摩擦会更合适。为了允许使用光滑粒子流体动力学（SPH）方法进行此类模拟，我们推导了纳维-斯托克斯方程和一般热传递方程的新颖 SPH 公式，并在 GADGET-2 代码中实现了这些公式。我们包括剪切和体积黏度应力张量，以及适当限制黏性应力传输的饱和准则。采用 Braginskii 对热光学等离子体剪切黏度的参数化，我们随后研究了黏度对 AGN 充气气泡与周围星系团中介（ICM）之间相互作用的影响。我们发现，某些气泡特性，如形态、最大星系团中心距离或存活时间，对假设的黏度水平敏感。有趣的是，气泡注入所产生的声波在 ICM 中被物理黏度消耗，从而建立了非本地加热过程。最后，我们进行了星系团形成的宇宙学模拟。黏度修改了合并的动力学以及星系团大气中次结构的运动。次结构通常更有效地剥离其气体，导致注入的巨型暗面后方出现显著的长气体尾巴。（已节选）
引用
@article{arxiv.astro-ph/0605301,
title = {Physical viscosity in smoothed particle hydrodynamics simulations of galaxy clusters},
author = {Debora Sijacki and Volker Springel},
journal= {arXiv preprint arXiv:astro-ph/0605301},
year = {2009}
}
备注
24 pages, 13 figures, minor revisions, MNRAS accepted