辐射气体层动力学凝聚的自相似解

我们在平面平行几何下研究了一种描述辐射气体动力学凝聚的新自相似解。动力学凝聚由热不稳定性引起。该解适用于具有净冷却率（单位体积和时间 $\propto \rho^2 T^\alpha$）的通用流动，其中 $\rho$、$T$ 和 $\alpha$ 分别为密度、温度和一个自由参数。给定 $\alpha$，可找到一个单参数 $\eta$ 的自相似解族，其中心密度和压力演化如下：$\rho(x=0,t)\propto (t_\mathrm{c}-t)^{-\eta/(2-\alpha)}$ 和 $P(x=0,t)\propto (t_\mathrm{c}-t)^{(1-\eta)/(1-\alpha)}$，其中 $t_\mathrm{c}$ 是中心密度变为无穷大的时刻。对于 $\eta\sim 0$，该解描述等容模式；而对于 $\eta\sim1$，该解描述等压模式。自相似解存在于这两个极限之间，即 $0<\eta<1$。对于 $\alpha>1$，未发现自相似解。我们将获得的自相似解与一维流体动力学模拟结果进行了比较。在会聚流中，数值模拟结果在高密度极限下与自相似解吻合良好。我们的自相似解适用于由热不稳定性形成的星际云（HI 云和分子云）。