Type Ia 超新星中雷ayleigh-泰勒不稳定火焰的三维数值模拟

火焰不稳定在加速 Type Ia 超新星燃烧前沿至声速的大部分速度方面起着决定性作用。我们进行了雷ayleigh-泰勒不稳定碳火焰的三维数值模拟，跟踪其从过渡到湍流的演化。采用低马赫数流体动力学方法，这使我们摆脱了由声波施加的严苛时间步长限制。我们完全解析了火焰的热结构及其反应区，无需采用火焰模型。仅考虑一种密度，$1.5\times 10^7 \gcc$，且燃料为半碳/半氧气—在我们的相关二维研究中，这些条件下火焰以火焰流体 regime 传播。我们与相应的二维模拟进行了比较，发现虽然火焰磨光在二维中保持小特征抑制，但三维情况中的湍流在更小尺度上扭曲火焰，这表明在三维情况下，向分布式燃烧 regime 的转变发生在更高的密度处。提供了详细的湍流诊断。我们显示湍流遵循柯尔莫堡谱，表面积大尺度上呈高度各向异性，重力方向上的积分尺度显著大于其他方向。此外，我们证明其在向小尺度级联过程中变得更加各向同性。基于我们模拟的湍流统计和火焰特性，我们计算了 Gibson 比例尺。我们展示了湍流火焰通过经典燃烧图谱的进展，表明火焰在模拟结束时接近进入分布式燃烧 regime。