Collaborative Research: CDS&E: 3-D Stellar Hydrodynamics of Convective Penetration and Convective Boundary Mixing in Massive Stars

合作研究:CDS

基本信息

  • 批准号:
    2309101
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 31.12万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2023
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2023-12-01 至 2026-11-30
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

Convection is a ubiquitous feature in Nature and occurs whenever energy transport by radiation and conduction is insufficient. It can be found in the Earth's atmosphere (e.g., cumulus clouds) and mantle (continental drift), and inside stars, where it can impact the chemical enrichment of their outer envelopes as well their Main Sequence lifetime. Despite tremendous progress, convection within stars is still poorly understood in some important respects, and our current best physical theory (mixing length theory; MLT), is inadequate in many situations. The team of researchers will apply a new 1-D convection model to improve the treatment of convection, particularly convective penetration or overshooting due to convective boundary mixing (CBM). This approach promises improved estimates of Main Sequence lifetimes as well as a more correct understanding of how adjacent "burning" shells within the cores of massive stars exchange matter and energy through convection. The award will also support the development of instructional software and modules suitable for undergraduates and college-bound high school students as well as summer research by undergraduate students attending the participating institutions. Simulation data will also be made available to other researchers.The team will work to improve the understanding of stellar evolution by removing key uncertainties that arise in standard MLT. This will be done by applying a new 1-D model of convection developed in their previous award. This model employs a new constraint equation which enables an improved estimate of the extent of convective penetration for a given the kinetic energy of convective motions at the Schwarzschild boundary. This kinetic energy cannot be known from a 1-D stellar evolution computation but can be determined accurately and inexpensively through a short 3-D simulation. The team will advance 1-D stellar evolution simulations using this more accurate representation of convective overshooting, and hence of CBM, by using the kinetic energy estimates together with the new constraint equation implemented in 1-D MESA code, while occasionally recalibrating the kinetic energy estimates with short yet inexpensive 3-D simulations. Using these periodic recalibrations, this procedure eliminates ad hoc free parameters, including the mixing length, from the 1-D model of convection and CBM.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
对流是自然界中普遍存在的一种现象,当辐射和传导的能量传输不足时,就会发生对流。它可以在地球大气层(例如积云)和地幔(大陆漂移)以及恒星内部找到,在那里它可以影响其外层包层的化学浓缩以及它们的主序列寿命。尽管取得了巨大的进展,但恒星内部的对流在一些重要方面仍然知之甚少,而且我们目前最好的物理理论(混合长度理论;MLT)在许多情况下都不够充分。研究小组将应用一种新的一维对流模型来改进对流的处理,特别是对流边界混合(CBM)引起的对流穿透或超射。这种方法有望改进对主序列寿命的估计,并更正确地理解大质量恒星核心内相邻的“燃烧”壳体如何通过对流交换物质和能量。该奖项还将支持开发适合本科生和准备上大学的高中生的教学软件和模块,以及参加参与机构的本科生的暑期研究。模拟数据也将提供给其他研究人员。该团队将努力通过消除标准MLT中出现的关键不确定性来提高对恒星演化的理解。这将通过应用他们在上一个奖项中开发的新的一维对流模型来实现。该模式采用了一个新的约束方程,可以改进对给定Schwarzschild边界处对流运动动能的对流穿透程度的估计。这个动能不能从一维恒星演化计算中得知,但可以通过一个简短的三维模拟准确而廉价地确定。该团队将使用对流超射的这种更准确的表示来推进一维恒星演化模拟,从而通过使用动能估计和一维MESA程序中实施的新约束方程来推进CBM,同时偶尔用简短但廉价的三维模拟来重新校准动能估计。通过使用这些定期重新校准,该程序从一维对流和CBM模型中消除了特别的自由参数,包括混合长度。该奖项反映了NSF的法定使命,并通过使用基金会的智力优势和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Paul Woodward其他文献

Paul Woodward的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Paul Woodward', 18)}}的其他基金

Frontera Travel Grant: 3-D Stellar Hydrodynamics of Convective Boundary Mixing and Shell Mergers in Massive Stars
Frontera Travel Grant:大质量恒星中对流边界混合和壳层合并的 3-D 恒星流体动力学
  • 批准号:
    2032010
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 31.12万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CDS&E: 3-D Stellar Hydrodynamics of Convective Boundary Mixing and Shell Mergers in Massive Stars
CDS
  • 批准号:
    1814181
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 31.12万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
3-D Stellar Hydrodynamics Simulations for Convective-Reactive Nucleosynthesis
对流反应核合成的 3-D 恒星流体动力学模拟
  • 批准号:
    1713200
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 31.12万
  • 项目类别:
    Standard Grant
3-D Simulations of i-Process Nucleosynthesis in the Early Universe
早期宇宙中 i-Process 核合成的 3-D 模拟
  • 批准号:
    1515792
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 31.12万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CDS&E: 3-D Simulations of i-Process Nucleosynthesis in the Early Universe
CDS
  • 批准号:
    1413548
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 31.12万
  • 项目类别:
    Standard Grant
3-D Simulations of i-Process Nucleosynthesis in the Early Universe
早期宇宙中 i-Process 核合成的 3-D 模拟
  • 批准号:
    1440025
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 31.12万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Petascale Simulation of Turbulent Stellar Hydrodynamics
恒星湍流流体动力学的千万亿次模拟
  • 批准号:
    0832618
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 31.12万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CRI: IAD Exploiting Multicore Processor Technology for Interactive Supercomputing
CRI:IAD 利用多核处理器技术进行交互式超级计算
  • 批准号:
    0708822
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 31.12万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
MRI: Development of a System for Interactive Analysis and Visualization of Multi-Terabyte Datasets
MRI:开发用于多 TB 数据集交互式分析和可视化的系统
  • 批准号:
    0421423
  • 财政年份:
    2004
  • 资助金额:
    $ 31.12万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CISE Research Resources: Collaborative Research Resources: Collaborative Data Analysis and Visualization
CISE 研究资源:协作研究资源:协作数据分析和可视化
  • 批准号:
    0224424
  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
    $ 31.12万
  • 项目类别:
    Continuing Grant

相似国自然基金

复杂电子产品超精密加工及检测关键技术研究与应用
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于合成生物学的动物底盘品种优化及中试应用研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
运用组学整合技术探索萆薢分清散联合化疗治疗晚期胰腺癌的临床研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
九里香等提取物多靶向制剂抗肺癌的作用及机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
升血小板方治疗原发免疫性血小板减少症的临床研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
八髎穴微波热疗在女性膀胱过度活动症治疗中的价值研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于 miR-455-5p 介导的氧化应激机制探讨糖尿病视网膜病变中医分型治疗的临床研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于 UPLC-Q-TOF-MS/MS 分析的 异功散活性成分评价及提取工艺研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
无创电针对于痉挛型双瘫脑 瘫患儿的有效性与安全性研究:一项随机 单盲前瞻性队列研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
弹压式手法与体外冲击波治疗肱骨外上髁炎的对比研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目

相似海外基金

Collaborative Research: REU Site: Earth and Planetary Science and Astrophysics REU at the American Museum of Natural History in Collaboration with the City University of New York
合作研究:REU 地点:地球与行星科学和天体物理学 REU 与纽约市立大学合作,位于美国自然历史博物馆
  • 批准号:
    2348998
  • 财政年份:
    2025
  • 资助金额:
    $ 31.12万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: REU Site: Earth and Planetary Science and Astrophysics REU at the American Museum of Natural History in Collaboration with the City University of New York
合作研究:REU 地点:地球与行星科学和天体物理学 REU 与纽约市立大学合作,位于美国自然历史博物馆
  • 批准号:
    2348999
  • 财政年份:
    2025
  • 资助金额:
    $ 31.12万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Investigating Southern Ocean Sea Surface Temperatures and Freshening during the Late Pliocene and Pleistocene along the Antarctic Margin
合作研究:调查上新世晚期和更新世沿南极边缘的南大洋海面温度和新鲜度
  • 批准号:
    2313120
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 31.12万
  • 项目类别:
    Standard Grant
NSF Engines Development Award: Utilizing space research, development and manufacturing to improve the human condition (OH)
NSF 发动机发展奖:利用太空研究、开发和制造来改善人类状况(OH)
  • 批准号:
    2314750
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 31.12万
  • 项目类别:
    Cooperative Agreement
Doctoral Dissertation Research: How New Legal Doctrine Shapes Human-Environment Relations
博士论文研究:新法律学说如何塑造人类与环境的关系
  • 批准号:
    2315219
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 31.12万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Non-Linearity and Feedbacks in the Atmospheric Circulation Response to Increased Carbon Dioxide (CO2)
合作研究:大气环流对二氧化碳 (CO2) 增加的响应的非线性和反馈
  • 批准号:
    2335762
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 31.12万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Using Adaptive Lessons to Enhance Motivation, Cognitive Engagement, And Achievement Through Equitable Classroom Preparation
协作研究:通过公平的课堂准备,利用适应性课程来增强动机、认知参与和成就
  • 批准号:
    2335802
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 31.12万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Using Adaptive Lessons to Enhance Motivation, Cognitive Engagement, And Achievement Through Equitable Classroom Preparation
协作研究:通过公平的课堂准备,利用适应性课程来增强动机、认知参与和成就
  • 批准号:
    2335801
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 31.12万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Holocene biogeochemical evolution of Earth's largest lake system
合作研究:地球最大湖泊系统的全新世生物地球化学演化
  • 批准号:
    2336132
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 31.12万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CyberCorps Scholarship for Service: Building Research-minded Cyber Leaders
Cyber​​Corps 服务奖学金:培养具有研究意识的网络领导者
  • 批准号:
    2336409
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 31.12万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了