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由全局三维相对论吸积盘模拟校准的二维发电机模型探索

高能天体物理现象 2024-09-05 v1 广义相对论与量子宇宙学

摘要

假设轴对称的二维模型是探索黑洞吸积盘长期演化的一种经济方法,但只有当非轴对称湍流对平均动量和磁场的反馈被纳入其中时,它们才是符合现实的。添加到二维感应方程中的发电机项应当通过三维磁流体动力学(MHD)模拟进行校准。为具有一般性,发电机张量应被校准为局部变量的函数,而非特定基下空间坐标的显式函数。在本文中,我们利用来自 IllinoisGRMHD 代码的一个全局三维、相对论、笛卡尔坐标模拟,研究了非轴对称特征对二维平均场的反馈。我们引入了新方法来估计总体发电机 alpha 效应和湍流扩散率效应,以及盘内部能量和通量的非轴对称分量占主导程度的度量。我们利用最小二乘拟合尝试了发电机电动势(EMF)的闭合模型,考虑了系数张量为空间函数的模型以及更具全局性的协变模型。这些模型均未被判定为令人满意,但我们能够得出关于哪些类型的推广有前景、哪些没有前景的结论。

关键词

引用

@article{arxiv.2409.02899,
  title  = {Toward 2D Dynamo Models Calibrated by Global 3D Relativistic Accretion Disk Simulations},
  author = {Matthew D. Duez and Courtney L. Cadenhead and Zachariah B. Etienne and Bernard Kelly and Leonardo R. Werneck},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2409.02899},
  year   = {2024}
}

备注

16 pages, 9 figures