Численное моделирование образования уединенных вихрей повышенной плотности в околозвездном диске

Авторы

  • О.П. Стояновская
  • В.Н. Снытников

Ключевые слова:

самогравитирующий околозвездный диск
формирование структур
уединенные сгущения
вихрь
метод SPH
метод PIC

Аннотация

Проведено численное моделирование гравитационной неустойчивости в двухфазной среде околозвездного диска. Воспроизведен процесс образования мелкомасштабных структур — уединенных областей повышенной плотности в диске. Гибридная модель неустойчивого околозвездного диска включает в себя уравнения газовой динамики, уравнение Власова для бесстолкновительной компоненты и уравнение для самосогласованного гравитационного поля. Разработанный код позволил рассчитать нелинейные режимы развития неустойчивостей массивного диска. Показано, что независимо от размера и времени появления сгустки плотности в двухфазном диске на начальных стадиях своего существования представляют собой вихри с максимумом давления в центре и с твердотельным вращением вещества вокруг своего центра. Работа выполнена при поддержке Программ Президиума РАН № 28 (координаторы акад. Э.М. Галимов и акад. А.Ю. Розанов), № 21 (координатор акад. А.А. Боярчук) и № 22 (координатор акад. Л.М. Зеленый), а также Интеграционного проекта СО РАН № 130 (координатор акад. Б.Г. Михайленко).

Новые вычислительные технологии

Загрузки

Опубликован

2012-06-28

Выпуск

Том 13 (2012): Выпуск 3.

Раздел

Раздел 1. Вычислительные методы и приложения

Авторы

О.П. Стояновская

Институт катализа имени Г.К. Борескова СО РАН (ИК СО РАН)
пр. Академика Лаврентьева, 5, 630090, Новосибирск
• научный сотрудник

В.Н. Снытников

Институт катализа имени Г.К. Борескова СО РАН (ИК СО РАН)
пр. Академика Лаврентьева, 5, 630090, Новосибирск
• старший научный сотрудник

Библиографические ссылки

  1. Boss A.P. Possible rapid gas giant planet formation in the solar nebula and other protoplanetary disks // Astrophys. J. 2000. 536, N 2. L101-L104.
  2. Liu G.R., Liu M.B. Smoothed particle hydrodynamics, a meshfree particle method. Singapore: World Scientific, 2003.
  3. Lodato G., Clarke C. Resolution requirements of smoothed particle hydrodynamics simulations of self-gravitating accretion discs // Mon. Not. R. Astron. Soc. 2011. 413. 27-35.
  4. Meru F., Bate M.R. Exploring the conditions required to form giant planets via gravitational instability in massive protoplanetary discs // Mon. Not. R. Astron. Soc. 2010. 406. 1060-1072.
  5. Paardekooper S.-J., Baruteau C., Meru F. Numerical convergence in self-gravitating disc simulations: initial conditions and edge effects // Mon. Not. R. Astron. Soc. 2011. 416. 65-69.
  6. Rice W.K. M, Lodato G., Pringle J.E., Armitage P.J., Bonnell I.A. Planetesimal formation via fragmentation in self-gravitating protoplanetary discs // Mon. Not. R. Astron. Soc. 2006. 372. 9-13.
  7. Вшивков В.А., Кукшева Э.А., Никитин С.А., Снытников А.В., Снытников В.Н. О параллельной реализации численной модели физики гравитирующих систем // Автометрия. 2003. 39, № 3. 115-123.
  8. Снытников В.Н., Вшивков В.А., Кукшева Э.А., Неупокоев Е.В., Никитин С.А., Снытников А.В. Трехмерное численное моделирование нестационарных систем N-тел с газом // Письма в астрономический журнал. 2004. 30, № 2. 146-160.
  9. Снытников В.Н. Абиогенный допланетный синтез пребиотического вещества // Вестник РАН. 2007. 77, № 3. 218-226.
  10. Стояновская О.П., Снытников В.Н. Особенности SPH-метода решения газодинамических уравнений для моделирования нелинейных волн в двухфазной гравитирующей среде // Математическое моделирование. 2010. 22, № 5. 29-44.
  11. Стояновская О.П., Снытников В.Н. Сингулярные решения в модели раннего этапа эволюции околозвездного диска // Тр. Междунар. конф. «Современные проблемы прикладной математики и механики: теория, эксперимент и практика», посвященной 90-летию со дня рождения академика Н.Н. Яненко. Новосибирск: ИВТ СО РАН, 2011 (http://conf.nsc.ru/files/conferences/niknik-90/fulltext/40407/47015/Stoyanovskaya.pdf).
  12. Стояновская О.П., Снытников В.Н. Решение нестационарных задач двухфазной гравитирующей среды: проблемы и результаты // Параллельные вычислительные технологии (ПаВТ-2012). Тр. Междунар. научной конф. (Новосибирск, 26-30 марта 2012 г.). Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2012. 683-689.
  13. Фридман А.М. Предсказание и открытие сильнейших гидродинамических неустойчивостей, вызванных скачком скорости: теория и эксперименты // Успехи физич. наук. 2008. 178. 225-242.