原行星盘中尘埃流动的共振阻力不稳定性
地球与行星天体物理
2020-04-01 v1 太阳与恒星天体物理
流体动力学
摘要
利用小尘埃份额极限下气—尘扰动的局域动力学方法，研究了此前发现的原行星盘中尘埃流共振阻力不稳定性 (RDI) 的阻尼。盘中湍流由气体和尘埃运动方程中的有效粘滞与扩散系数表示。在标准施密特数（有效粘滞与扩散系数之比）Sc = 1 的情况下，以相互落入共振的惯性波 (IW) 与流尘埃波 (SDW) 对 RDI 的简化描述表明，阻尼解与无粘解的区别仅在于在其增长率上加上特征阻尼频率。RDI 在阈值粘滞处被完全抑制，该阈值首先针对径向漂移、其次针对尘埃垂直沉降、最后针对沉降与径向漂移并存的情况作了解析估计。最后一种情况下，RDI 存活至最高阈值粘滞，且对较小固体有更大超额。一旦 Sc \neq 1，在尘埃沉降背景上会出现一种耗散扰动特有的新不稳定性。这种准共振性质的不稳定性被称为沉降粘滞不稳定性 (SVI)。若 Sc > 1 (Sc < 1)，类 SDW (IW) 的模式在长波区域变为增长模。SVI 导致阈值粘滞的额外增大。
引用
@article{arxiv.2003.09212,
title = {The resonant drag instability of dust streaming in turbulent protoplanetary disc},
author = {V. V. Zhuravlev},
journal= {arXiv preprint arXiv:2003.09212},
year = {2020}
}
备注
Accepted for publication in MNRAS