三维流体动力学 Bondi-Hoyle 吸积：V 型比热系数为 1.01，近等温流动

我们研究三维经典 Bondi-Hoyle 吸积的流体动力学。一个完全吸收的球体（不同尺寸：1、0.1 和 0.02 吸积半径）相对于均匀且轻微扰动的介质以不同马赫数(0.6、1.4、3.0 和 10)运动，介质取为理想、近等温气体($\gamma=1.01$)。采用 ``分段抛物线方法''(Piecewise Parabolic Method, PPM)对流体动力学进行建模。通过在吸积体附近增加分层多个 $32^3$ 区域网格来提高分辨率，每个更细的网格的区域大小是下一个较粗网格的二分之一。对于小马赫数(0.6 和 1.4)，流动模式趋于稳态；而在超声速流动(马赫 3 和 10)且吸积体足够小时(吸积半径为 0.1 和 0.02 时)，会发展出不稳定的马赫锥，破坏轴对称性。超声速模型中的冲击锥永远不会越过吸积体表面（它们是尾冲击，而非弓形冲击），且开口角较大 $\gamma$ 时的模型更小，特别是对于高度超声速模型。较小 $\gamma$ 的模型在冲击锥中的密度更大。吸积率和流动结构的波动小于较大 $\gamma$ 的相应模型。所有吸积体尺寸为 0.1 $R_{\rm A}$ 或更小的模型的流体 drag 作用于加速方向，而引力 drag 永远是减速且大于流体 drag（因此净力为减速）。