Hydrodynamic convection in accretion discs
Hydrodynamic convection in accretion discs
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吸积盘中的流体动力对流
DOI：
10.1093/mnras/sty2097
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发表时间：
2018
影响因子：
4.8
通讯作者：
Held L
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Held L
垂直于吸积盘平面的对流的普遍性和后果已经讨论了几十年。最近的模拟结合对流和磁旋转不稳定性给新的推动力的辩论，因为这两个过程的相互作用可以增强角动量传输，至少在光学厚爆发阶段的矮新星。在本文中，我们试图隔离和了解最通用的功能盘对流，因此进行研究，在纯流体动力学模型。首先，我们调查的线性阶段的不稳定性，获得半解析的增长率估计，使用一维谱计算，并分析，使用WKBJ方法。接下来，我们进行三维，垂直分层，剪切箱模拟与保守的，有限体积codepluto，有和没有明确的扩散系数。我们发现，流体动力对流可以，在一般情况下，驱动器向外角动量运输，一个结果，我们确认athena，一个替代的有限体积代码。此外，我们建立的角动量通量的符号是敏感的数值方案的扩散。最后，在持续的对流，使系统不断被迫到一个不稳定的状态，我们观察到各种相干结构的形成，包括大尺度和振荡对流细胞，纬向流，和小涡。
The prevalence and consequences of convection perpendicular to the plane of accretion discs have been discussed for several decades. Recent simulations combining convection and the magnetorotational instability have given fresh impetus to the debate, as the interplay of the two processes can enhance angular momentum transport, at least in the optically thick outburst stage of dwarf novae. In this paper, we seek to isolate and understand the most generic features of disc convection, and so undertake its study in purely hydrodynamical models. First, we investigate the linear phase of the instability, obtaining estimates of the growth rates both semi-analytically, using one-dimensional spectral computations, and analytically, using WKBJ methods. Next, we perform three-dimensional, vertically stratified, shearing box simulations with the conservative, finite-volume codepluto, both with and without explicit diffusion coefficients. We find that hydrodynamic convection can, in general, drive outward angular momentum transport, a result that we confirm withathena, an alternative finite-volume code. Moreover, we establish that the sign of the angular momentum flux is sensitive to the diffusivity of the numerical scheme. Finally, in sustained convection, whereby the system is continuously forced to an unstable state, we observe the formation of various coherent structures, including large-scale and oscillatory convective cells, zonal flows, and small vortices.
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DOI：
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发表时间：
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通讯作者：
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