原行星盘中 VSI 通过参数不稳定性达到饱和
地球与行星天体物理
2022-02-09 v1
摘要
垂直剪切不稳定性（VSI）是受辐照原行星盘（PPDs）中一种稳健且潜在重要的现象，但其饱和机制仍知之甚少。全局模拟表明，VSI 的非线性演化由径向传播的惯性波列（称为“体模式”）主导，但已知这些波列易受参数不稳定性影响。在本文中，我们提出全局 VSI 通过该二次不稳定性达到饱和，其引发能量从大尺度向更小尺度惯性波重新分配，并最终进入湍流级联。我们在一个简单的理想化模型中提出了该不稳定性的解析理论，抓住了问题的主要物理和数学细节。此外，我们使用 SNOOPY 代码进行数值模拟以巩固该理论。一旦参数不稳定性占主导，VSI 可能远比当前全局模拟所显示的更加无序和不相干。我们还认为，在全局模拟中捕捉参数不稳定性具有挑战性，除非径向分辨率非常精细，可能需约每尺度高度 个网格单元。
引用
@article{arxiv.2201.09038,
title = {The saturation of the VSI in protoplanetary disks via parametric instability},
author = {Can Cui and Henrik Latter},
journal= {arXiv preprint arXiv:2201.09038},
year = {2022}
}
备注
10 pages, 2 figures, submitted to MNRAS