基于 RAMSES 代码迈向恒星磁对流的完全可压缩数值模拟
太阳与恒星天体物理
2022-08-03 v1
摘要
磁对流数值模拟极大拓展了对恒星内部与恒星磁性的理解。近来，整星模型的完全可压缩流体动力学模拟已证明研究恒星内部压力波与内部重力波激发及传播的可行性，这将允许与星震测量直接比较。然而，三维模拟中磁场对此类波动的影响尚未被考虑。我们针对利用 RAMSES 代码实现三维、完全可压缩、磁流体动力学数值模拟恒星内部这一概念进行验证。我们改进 RAMSES 代码以处理高度亚声速湍流（恒星对流的典型特征），通过在数值求解器中实现一种良平衡格式。随后我们在笛卡尔网格上运行并分析了不同分辨率的平面平行对流包层的流体动力学与磁流体动力学三维模拟。流体动力学与磁流体动力学模拟均从初始剖面上引入的随机密度扰动发展出准稳态湍流对流层。对流流的特征为围绕恒星内部流体动力学平衡的小幅涨落，该平衡在整个模拟时间内得以保持。利用我们的可压缩良平衡格式，我们得以模拟马赫数低至 的流动，但原则上甚至更低的马赫数流动也是可能的。在磁流体动力学运行中，我们观测到与中小尺度发电机作用一致的指数级磁能增长。（删节）
引用
@article{arxiv.2206.06824,
title = {Toward fully compressible numerical simulations of stellar magneto-convection with the RAMSES code},
author = {José R. Canivete Cuissa and Romain Teyssier},
journal= {arXiv preprint arXiv:2206.06824},
year = {2022}
}
备注
accepted for publication on A&A