Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > astro-ph > arXiv:2006.10075

帮助 | 高级搜索

天体物理学 > 高能天体物理现象

arXiv:2006.10075 (astro-ph)
[提交于 2020年6月17日 ]

标题: 开普勒 accredtion 盘中存在噪声的流体力学不稳定性:修正的朗道方程

标题: Hydrodynamical instability with noise in the Keplerian accretion discs: Modified Landau equation

Authors:Subham Ghosh, Banibrata Mukhopadhyay
摘要: Keplerian吸积盘以及类似的实验室剪切流(例如平面Couette流)中的流体力学不稳定性和湍流起源一直是一个长期未解的谜题。这些流动在理论上是线性稳定的。在这里,我们研究了在存在额外力的情况下这类流动中扰动的发展情况。这种力本质上是随机的,可被视为噪声,可能来源于热涨落(无论多么微小)、布朗棘轮、颗粒-流体相互作用以及天体物理盘中的外流反馈等。我们主要探讨了在科里奥利力和外部力作用下非线性扰动的演化过程,这一过程可以被改写为一个修正的朗道方程。我们证明,在适当的强迫和雷诺数条件下,即使是在线性阶段,原本最不稳定的扰动也会发展到非常大的饱和振幅,从而导致非线性及可能的湍流。因此,强迫实际上使一个原本线性稳定的状态变得不稳定。此外,我们还表明,在存在外力的情况下,非线性扰动会在较短的时间尺度上发散,从而快速过渡到湍流状态。有趣的是,非线性的出现仅取决于外力,而与初始扰动幅度无关,这与基于原始朗道方程的解不同。
摘要: Origin of hydrodynamical instability and turbulence in the Keplerian accretion disc as well as similar laboratory shear flows, e.g. plane Couette flow, is a long standing puzzle. These flows are linearly stable. Here we explore the evolution of perturbation in such flows in the presence of an additional force. Such a force, which is expected to be stochastic in nature hence behaving as noise, could be result of thermal fluctuations (however small be), Brownian ratchet, grain-fluid interactions and feedback from outflows in astrophysical discs etc. We essentially establish the evolution of nonlinear perturbation in the presence of Coriolis and external forces, which is modified Landau equation. We show that even in the linear regime, under suitable forcing and Reynolds number, the otherwise least stable perturbation evolves to a very large saturated amplitude, leading to nonlinearity and plausible turbulence. Hence, forcing essentially leads a linear stable mode to unstable. We further show that nonlinear perturbation diverges at a shorter timescale in the presence of force, leading to a fast transition to turbulence. Interestingly, emergence of nonlinearity depends only on the force but not on the initial amplitude of perturbation, unlike original Landau equation based solution.
评论: 20页,包含20个图形(19个pdf和1个png)(其中1个在附录中);已被MNRAS接受发表。
主题: 高能天体物理现象 (astro-ph.HE) ; 流体动力学 (physics.flu-dyn)
引用方式: arXiv:2006.10075 [astro-ph.HE]
  (或者 arXiv:2006.10075v1 [astro-ph.HE] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2006.10075
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI
相关 DOI: https://doi.org/10.1093/mnras/staa1780
链接到相关资源的 DOI

提交历史

来自: Banibrata Mukhopadhyay [查看电子邮件]
[v1] 星期三, 2020 年 6 月 17 日 18:00:43 UTC (751 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • TeX 源代码
  • 其他格式
查看许可
当前浏览上下文:
astro-ph.HE
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2020-06
切换浏览方式为:
astro-ph
physics
physics.flu-dyn

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

与本文相关的代码,数据和媒体

alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)

演示

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目

arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。

与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。

有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.

这篇论文的哪些作者是支持者? | 禁用 MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号