Ia 型超新星：使用线性涡模型的湍流火焰计算

本文探讨了 Ia 型超新星中碳燃烧火焰与 Kolmogorov 湍流相互作用的性质。使用 Kerstein (1991) 的线性涡模型进行的一维计算阐明了湍流燃烧的三个区域。在最简单的情况下，大尺度湍流折叠并使薄的层流小火焰变形，产生一个火焰刷，其总燃烧率近似由积分尺度上的湍流脉动速度 U_L 给出。这是超新星爆炸开始的区域，也是其大部分爆轰前燃烧发生的区域。随着密度下降，湍流开始撕裂单个小火焰，形成移动得更快的更宽结构。在很短的时间内，这些湍流小火焰与其间距相比仍然很窄，以总速度 U_L 移动的火焰刷概念仍然有效。然而，单个小火焰的典型宽度（由其翻转时间等于其燃烧时间的条件给出）随着密度的下降而继续增加。最终，几乎与积分尺度本身一样大的混合区域被瞬时形成。此时，可能会发生向爆轰的转变。本文通过数值方法探讨了这种转变的条件，并估计如果积分尺度上的湍流速度超过约 15% 声速，则这种转变将在密度接近 1 x 10**7 g/cm**3 时发生。一个示例计算展示了实际发生的爆轰的细节。