用剪切盒近似在运动网格上模拟磁旋转不稳定性

磁旋转不稳定性(MRI)在充分电离的吸积盘中是一个重要过程，因为它能产生作为有效黏性的湍流，介导角动量输运。由于其局域性质，它常在剪切盒近似下用欧拉方法分析，否则在全球盘模拟中会出现较大的平流误差。在这项工作中，我们报告了一项广泛研究，将准拉格朗日运动网格代码 AREPO 与 Dedner 清理方案相结合以控制对 $\nabla\cdot B=0$ 的偏离，应用于剪切盒中磁化流动问题。我们发现能够很好地分辨具有平均背景磁场的 MRI 解析线性增长率。在零净通量情况下，存在一个发散清理强度的阈值，高于该阈值湍流最终消亡，并且与先前的欧拉模拟相反，MRI 的强度不随分辨率提高而降低。在具有较大垂直纵横比的盒子中，我们发现平均场发电机以及可维持 MRI 湍流至少 200 个轨道的活跃剪切电流效应。在分层模拟中，我们获得活跃的 $\alpha\omega$ 发电机和特征蝴蝶图。我们的结果与先前用 ATHENA 等静态网格代码获得的结果吻合良好。因此我们得出结论，由于其准拉格朗日性质，AREPO 对于全球盘模拟是一种有吸引力的方法，并且对于因连续自适应分辨率而具有大密度变化的剪切盒模拟也是如此。