分层模拟中磁旋转不稳定性对剪切参数的敏感性

磁旋转不稳定性 (MRI) 是一种剪切不稳定性，因此研究其对剪切参数 $q = - d\ln\Omega/d\ln r$ 的敏感性具有重要意义。受天体物理盘的启发，大多数（但非全部）先前的 MRI 研究都集中在开普勒值 $q=1.5$ 上。利用具有 8 个垂直密度标高的大规模模拟，我们致力于解决在分层数值模拟中变化 $q$ 的影响这一子课题。我们讨论了为何剪切盒难以用于研究 $q>2$ 的情况，因此重点关注 $q<2$。与先前要么未分层、要么垂直域较小的分层模拟一致，我们发现分层情况下应力对 $q$ 的依赖关系并非线性，这与 Shakura-Sunyaev 模型相反。我们发现该标度关系与 \cite{1996MNRAS.281L..21A} 的结果一致，即其与剪切与涡度之比 $q/(2-q)$ 成正比。然而，我们也发现磁能和动能谱的形状对 $q$ 相对不敏感，且麦克斯韦应力与磁能之比也几乎独立于 $q$。这与一个理论论证一致，其中方位磁场的放大率线性依赖于 $q$，而湍流相关时间 $\tau$ 反比于 $q$。据此，我们测量了湍流的相关时间，并发现它确实反比于 $q$。