太阳型恒星中的子午环流输运

子午流引起的输运对恒星演化具有重大影响，但由于涉及的时间尺度范围广泛，难以在全局数值模拟中捕捉。因此，恒星演化模型通常采用基于理想化层流或平均场模型的参数化来描述此类输运。不幸的是，近期在全局模拟中对这种输运进行建模的尝试所产生的结果与任何这些理想化模型都不一致。为了解释全局模拟与理想化模型之间的差异，我们在此使用三维局部笛卡尔坐标系下的可压缩对流模拟，研究与太阳及太阳型恒星相关的几个参数 regime 下对流层下方子午流输运的效率。在这些局部模拟中，我们能够建立正确的动力学时间尺度排序，尽管时间尺度的分离仍不现实。我们发现，尽管对流超调产生的内波导致子午流场具有高度的时间依赖性，但平均流表现出层流“平衡”模型所预测的定性行为。特别是，如果局部 Eddington-Sweet 时间尺度短于粘性扩散时间尺度，我们观察到平均环流逐渐加深或“钻探”。这种钻探现象是该参数 regime 下层流模型的稳健预测，但此前从未在任何数值模拟中观察到。我们认为，因此之前的模拟低估了子午流的输运作用。