Ia型超新星三维爆燃模型中的湍流：I. 标度性质

我们分析了Ia型超新星爆燃模型中湍流速度场的统计性质。特别地，我们考虑了在小尺度上湍流是否各向同性且与Kolmogorov理论一致的问题。利用热核超新星爆炸高分辨率模拟的数值数据，计算了湍流能量和速度结构函数的谱。我们表明，在大多数核燃料燃烧之前，湍流速度场在小尺度上是各向同性的，并遵循与Kolmogorov理论一致的标度律。在大于某一特征尺度的尺度上，湍流变得各向异性。在此，径向速度涨落遵循Rayleigh-Taylor不稳定性的标度律，而角向分量仍服从Kolmogorov标度律。在爆炸后期，该特征尺度降至模拟的数值分辨率以下。分析证实，为了在Ia型超新星爆燃模型中一致地计算火焰速度，需要一个针对未解析湍流能量的亚网格尺度模型，并且在这些尺度上各向同性的假设是合适的。