Численное моделирование развития гравитационной неустойчивости и образования сгустков вещества в массивных околозвездных дисках с использованием интегральной характеристики для интерпретации результатов
Стояновская О.П.

Анализируются и систематизируются результаты численного моделирования развития неустойчивости и формирования самогравитирующих сгустков вещества (зародышей протопланет) в тонком газовом околозвездном диске. Численные эксперименты проводятся по модели диска, основанной на комбинации гидродинамики сглаженных частиц (SPH) и метода Хокни для решения уравнения Пуассона на равномерной декартовой сетке. Показано, что процесс образования сгущений может быть охарактеризован средней скоростью нарастания суммарной массы сгустков во всем диске, которая значительно зависит от физических параметров диска и незначительно зависит от параметров численной модели. Подтверждено, что существует диапазон параметров диска, для которого появление или отсутствие сгустков в диске зависит от используемого разрешения и деталей численного алгоритма, в то время как за пределами этого диапазона такая зависимость отсутствует. Показано, что при комбинировании метода SPH c сеточным методом для вычисления гравитационной силы необходимо, чтобы гидродинамический радиус сглаживания не превосходил длину ячейки сетки, в противном случае в решении возникают выраженные счетные эффекты: диск приобретает квадратную форму и появляется искусственное разбиение модельных частиц на группы из-за развития парной (клампинговой) неустойчивости в SPH.

Ключевые слова: околозвездный диск, формирование структур, гидродинамика сглаженных частиц, гравитационная газовая динамика.

Название статьи, аннотация и ключевые слова на английском языке

  • Стояновская О.П. – Новосибирский государственный университет, факультет естественных наук, ул. Пирогова, д. 2, 630090, Новосибирск; науч. сотр., e-mail: stop@catalysis.ru