振荡剪切流中参数不稳定性与磁旋转不稳定性的相互作用
太阳与恒星天体物理
2025-08-25 v2 高能天体物理现象
流体动力学
摘要
扭曲盘的演化由其扭曲几何结构驱动的内部振荡剪切流所主导。然而,已知这些流动对流体动力学参数不稳定性具有强烈的不稳定性。在许多扭曲系统中,这可能与磁旋转不稳定性(MRI)共存并竞争。这些现象的相互作用及其对内部流动的综合影响尚未被研究。为此,我们进行了三维、磁流体动力学、无分层剪切盒模拟,并施加振荡径向强迫函数以模拟扭曲盘的效应。在流体动力学研究中,我们发现参数不稳定性表现为强烈的垂直“电梯”流,抵抗晃动运动。在超过临界强迫振幅后,这些流动也出现在我们的磁化运行中,并主导了垂直应力,尽管它们被 MRI 部分削弱,因此系统以更大的径向晃动流达到平衡。低于此临界强迫时,MRI 有效地抑制了参数不稳定性。在所有情况下,我们发现内部应力具有各向异性特征,并且更适宜用与剪切流相关的粘弹性关系来描述。不幸的是,这些重要效应在扭曲盘的全局模拟中通常无法解析,并在解析可处理的模型中被简化。这种复杂的、依赖于扭曲振幅的粘弹性应力的引入,将灵敏地调节层流响应,并不可避免地改变扭曲系统详细的时空演化。
引用
@article{arxiv.2506.08839,
title = {The Interplay of Parametric and Magnetorotational Instabilities in Oscillatory Shear Flows},
author = {Callum W. Fairbairn and James M. Stone},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.08839},
year = {2025}
}
备注
26 pages, 16 figures, Accepted for publication in ApJ