来自吸积盘的喷流的三维MHD模拟

我们报告了通过吸积盘与大尺度磁场相互作用形成喷流的三维磁流体动力学模拟结果。该盘不作为边界条件处理，而是自洽求解。为了研究MHD喷流的稳定性，吸积盘受到旋转速度的非轴对称正弦或随机扰动的扰动。在两种非轴对称情况下，喷流速度$(v_z)$、质量外流率$(\dot{M}_w)$和质量吸积率$(\dot{M}_a)$对初始磁场强度的依赖性与轴对称情况相似。即，$v_z \propto B_0^{1/3}$，$\dot{M}_w \propto B_0$，$\dot{M}_a \propto B_0^{1.4}$，其中$B_0$是初始磁场强度。前两个关系与Michel稳态解$v_z \propto (B_0^2/\dot{M}_w)^{1/3}$一致，尽管喷流和吸积并未达到稳态。在两种扰动情况下，喷流中都出现了$m=2$的非轴对称结构，其中$m$表示方位角波数。这种结构不能用开尔文-亥姆霍兹不稳定性解释，似乎起源于吸积盘。喷流中的非轴对称模式在约1.5个吸积盘轨道周期后达到几乎恒定的水平，而吸积盘中的所有模式则随着振荡增长。关于麦克斯韦应力的角动量输运，在初始磁场强度的广泛范围内，垂直分量$<B_\phi B_z/4\pi>$与径向分量$<B_\phi B_r/4\pi>$相当。