单流体与多流体：盘-行星相互作用中单流体与多流体尘埃模型的比较

近期原行星盘中尘埃间隙与尘埃环等子结构的观测凸显了在纯气体盘模型中纳入尘埃的重要性。与此同时，分别模拟尘埃与气体的标准模型带来了计算困难。这些困难包括精确模拟强耦合尘埃与气体间相互作用的代价，以及尘埃在低于气相分辨率区域聚集的问题。我们通过修改 FARGO3D 测试了一种单流体方法，其纳入了适用于小粒子的终端速度近似，可克服上述困难。我们将此单流体模型与多流体模型针对不同行星质量进行比较。我们发现所有情形下尘埃密度分布均存在差异。对于高质量、开缝行星，我们发现所得尘埃环的振幅存在差异，归因于终端速度近似在激波附近的失效。对于低质量行星，两模型除共转区外处处一致，而终端速度近似在该处显示出过密尘埃瓣。我们暂将其解释为具有热扩散的非等温模拟中所见热瓣的尘埃对应物，但需更多工作以确认。在相同分辨率下，终端速度近似模型的计算时间显著少于双流体模型。我们得出结论：终端速度近似是模拟原行星盘的有价值工具，但在涉及激波时应谨慎。