Horizontal shear instabilities in rotating stellar radiation zones: I. Inflectional and inertial instabilities and the effects of thermal diffusion
旋转混合是恒星演化的关键过程，它在恒星辐射带中传递角动量和化学元素。在过去的二十年里，人们一直把重点放在由垂直切变不稳定引起的湍流输送。然而，不稳定性所产生的水平剪切和强度的各向异性湍流运输，他们可能会触发仍然相对未开发。本文研究了恒星辐射带中稳定层结、自转和热扩散对水平剪切不稳定性的综合影响。数值求解了描述双曲切线水平剪切剖面流动线性不稳定性的特征值问题。作为第一步，我们考虑一个极$f$平面的重力和旋转矢量对齐。确定了两种类型的不稳定性：弯曲和惯性不稳定性。当垂直波数为零且沿外加流方向流向波数为有限时，由拐点引起的弯曲不稳定性是最不稳定的。三维弯曲不稳定性是不稳定的分层，而它是稳定的热扩散。惯性不稳定性是旋转驱动的，WKBJ分析表明，其增长率达到最大值$\sqrt{f(1-f)}$在无粘极限的垂直波数趋于无穷大，其中$f$是无量纲科里奥利参数。当层结增加时，有限垂直波数的惯性不稳定性稳定，而热扩散则使其不稳定。此外，我们发现了一个自相似的屈曲和惯性不稳定性的基础上重新标度参数$PeN^2$与Péclet数$Pe$和Brunt-Väisälä频率$N$。
2020-02-06 astro-ph.SR physics.ao-ph physics.flu-dyn
Singular diffusionless limits of double-diffusive instabilities in magnetohydrodynamics
本文研究了不可压缩导电流体的差动旋转粘性流在外加方位磁场作用下的局部不稳定性。在存在磁场的情况下，流体动力学稳定的流动可以在无扩散情况和具有粘性和欧姆耗散的双扩散情况下表现出非轴对称方位磁旋转不稳定性（AMRI）。对短波近似下的振幅输运方程进行稳定性分析，发现无扩散AMRI通过Hamilton-Hopf分岔的阈值是粘性和电阻性AMRI对应于耗散Hopf分岔的阈值的奇异极限，表现为Whitney伞形奇点.只有当磁普朗特数等于1 $\rm Pm=1$时，两种不稳定性之间的平滑过渡才是可能的。在一个固定的$\rm Pm\ne 1$的双扩散AMRI的阈值是由有限的距离在参数空间中相对于无扩散的情况下，即使在零耗散限制。完全中性稳定曲面包含三个Whitney伞奇点和两个相互正交的自相交区间。在这些奇点的双扩散系统减少到一个边际稳定的系统，这是哈密尔顿或宇称时间（PT）对称。
2017-05-14 astro-ph.SR math-ph math.DS
Turbulent transport by diffusive stratified shear flows: from local to global models. III. A closure model
能够解释恒星辐射带中缺失的混合是更好地理解恒星演化的关键一步。Zahn（1974）认为，热扩散剪切诱导湍流可能是造成这种混合的原因。在本系列论文的第一部分和第二部分中，我们证明了当湍流的性质是局部的时，Zahn（1974，1992）的混合模型是适用的。但是，我们也发现了局限性的模型时，这种局部性条件失败，特别是附近的湍流区域的边缘。在本文中，我们提出了一个二阶闭合模型的动量和化学物质的传输剪切诱导湍流在强分层，热扩散环境（所谓的低Péclet数限制），这是建立在Garaud \& Ogilvie（2005）的工作。直接数值模拟（DNSs）的比较表明，该模型是能够预测的平均流量和应力张量（包括动量输运）在扩散剪切流的垂直剖面，往往具有相当好的精度，至少在一个因素的顺序统一在最坏的情况下。该模型非常简单，可以在恒星演化程序中实现，并且所有的模型常数都已针对DNSs进行了校准。虽然它的使用仍然存在重大的限制（例如，它只能用于低佩克莱数，缓慢旋转的限制），我们认为，它是更可靠的比大多数天体物理学的处方，用于恒星演化模型今天。
2018-03-30 astro-ph.SR physics.flu-dyn
Double-Diffusive Convection
最近在理解和量化由双扩散不稳定性引起的垂直混合方面取得了很大进展，例如指进对流（通常称为温盐对流）和振荡双扩散对流（与双扩散对流密切相关的过程）。这部分是由于超级计算的进步，这使我们能够在接近恒星内部相关参数值的情况下对这些过程进行直接数值模拟，部分是由于海洋学最近的理论发展，这种不稳定性也会发生。在本文中，我总结了这些最新的研究结果，并提出了新的混合参数化这两个过程，可以很容易地实现在恒星演化代码。
2014-01-05 astro-ph.EP astro-ph.SR
Supersonic Shear Instabilities in Astrophysical Boundary Layers
在弱磁化天体上的吸积盘通常通过天体表面附近形成的边界层进行，其中吸积气体的旋转速度迅速变化。在这里，我们研究形成的初始阶段，这样的边界层周围的白矮星或年轻的恒星通过检查流体动力学剪切不稳定性，可能会启动混合和动量输运之间的两种不同密度的流体相对于彼此超音速移动。我们发现初始层流边界层对两种不同的不稳定性是不稳定的。一个是不稳定的超音速涡面（这意味着一个不连续的初始配置文件的气体的角速度）在重力的存在下，我们发现有一个增长率的顺序（但小于）的轨道频率。另一种是有限宽度超音速剪切层的音速不稳定性，它类似于Papaloizou-Pringle不稳定性。它的增长率与过渡层内部的剪切成正比，其数量级为轨道频率乘以恒星半径与边界层厚度之比。对于一个比恒星半径薄的边界层来说，剪切速率比轨道频率大得多。因此，我们的结论是，声波不稳定性起主导作用的初始阶段，在盘边界层的形成，并引起非常快速的混合盘气体和恒星流体在超音速制度。
2011-12-14 astro-ph.HE astro-ph.SR
Turbulent transport by diffusive stratified shear flows: from local to global models. Part II: Limitations of local models
本文继续本系列第一部分开始的扩散剪切不稳定性的系统研究。在这项工作中，我们主要集中在量化的影响，非本地混合，这是不考虑在Zahn的混合模型\citep{Zahn92}。我们提出了一个新的模型设置，旨在包含共存的层流和湍流剪切层的直接数值模拟的结果。与第一部分一样，我们使用\citet{Lign1999}的低Péclet数近似来模拟扰动的演化。我们的主要发现有两个方面。首先，湍流不一定是在满足Zahn的非线性准则\citep{Zahn1974} $J{\rm Pr} < (J{\rm Pr})_c$时产生的，其中$J=N^2/S^2$是局部梯度Richardson数，${\rm Pr} = ν/ κ_T$是普朗特数，而$(J{\rm Pr})_c \simeq 0.007$。我们已经证明，在这个极限中，湍流混合的存在或不存在滞后地取决于剪切层的历史。第二，Zahn的非线性不稳定性准则仅大致定位于湍流层的边缘，并且混合超出$J{\rm Pr} < (J{\rm Pr})_c$也可以以类似于对流过冲的方式发生的区域。我们发现，湍流动能在剪切不稳定区的边缘外大致呈指数衰减，其长度尺度$δ$与湍流涡旋的尺度成正比，而湍流涡旋的尺度本身是赞恩尺度的量级（见第一部分）。我们的研究结果表明，混合扩散剪切不稳定性应建模更小心比目前标准的恒星演化代码。
2018-06-07 astro-ph.SR physics.flu-dyn
Three-dimensional evolution of magnetic and velocity shear driven instabilities in a compressible magnetized jet
在电阻磁流体力学框架下，研究了用平面中性/电流双涡面模拟的可压缩磁化射流的三维磁场和速度剪切联合驱动的不稳定性问题。流+电流片相互作用所产生的动态进行了分析，并考虑了基本字段的可变几何形状的影响。根据基本的渐近磁场位形，可以得到线性不稳定模式的选择规则。因此，该系统遵循两阶段的路径发展，要么通过一个完全三维的动态与快速演变的扭结模式导致最终的湍流状态，或者更确切地说，通过一个驱动二维不稳定模式，发展上的平行平面上的重连+合并过程发生。
2009-06-29 astro-ph.SR physics.plasm-ph
An analytic interface dynamo over a shear layer of finite depth
帕克的解析笛卡尔界面发电机被推广到有限厚度和低电阻率（“速跃层”）的剪切层的情况下，由一个完美的导体（“辐射区”）的一侧，并通过支持$α$效应的高扩散介质（“对流区”）的另一侧。在剪切层和扩散介质之间的高扩散率对比度的限制，被认为是相关的太阳，一对确切的色散关系的增长率和频率的发电机模式解析推导。图形的色散关系的解决方案显示出一个有点意想不到的，非单调的行为，其数学起源阐明。的依赖性的参数值（发电机数和剪切层厚度）的结果进行了研究。这个结果的太阳发电机问题的影响进行了讨论。
2010-07-09 astro-ph.SR
Two pathways to diapycnal mixing in strongly stratified flows with no initial vertical shear
Department of Applied Mathematics, Baskin School of Engineering, University of California Santa Cruz（加州大学圣克鲁兹分校巴斯金工程学院应用数学系）
研究无初始垂直剪切的强分层流中湍流的两条路径：一条通过水平剪切不稳定的垂直调制模态产生垂直剪切，进而触发开尔文-亥姆霍兹不稳定性；另一条通过垂直不变模态演化出二维涡旋，再经三维双曲不稳定性产生垂直剪切，最终导致小尺度混合。
2026-06-12 astro-ph.SR physics.flu-dyn
Shear-driven instabilities in Hall-MHD plasmas
等离子体的大尺度动力学在磁流体力学（MHD）的框架内得到了很好的描述。然而，每当等离子体的离子密度变得足够低时，霍尔效应可能变得重要。霍尔效应在几种天体物理等离子体过程中的作用已被研究过，如磁重联、磁发电机、MHD湍流或MHD不稳定性。特别是，小尺度不稳定性的发展是必不可少的了解在一些天体物理等离子体的传输特性。磁旋转不稳定性发生在嵌入相对较弱的磁场中的差速旋转吸积盘中，这只是一个例子。大尺度速度流对小尺度不稳定性的影响通常用线性剪切流来近似。本文定量研究了大尺度剪切流中霍尔效应对等离子体的作用。更准确地说，我们表明，一个新的不稳定性的发展，只要存在的霍尔效应，因此，我们称之为霍尔磁剪切不稳定性。作为一个特殊的情况下，我们恢复所谓的磁旋转不稳定性和定量评估的作用，霍尔效应对其发展和演变。
2011-05-26 astro-ph.SR physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Unification theory of instabilities of visco-diffusive swirling flows
本文提出旋流线性不稳定性的统一理论，通过短波局部分析推广并统一了离心与剪切扰动判据，涵盖粘性与热扩散效应。
2024-11-09 astro-ph.SR math-ph math.DS
Shear instabilities in shallow-water magnetohydrodynamics
在浅水磁流体力学的框架内，我们研究了水平剪切流的线性不稳定性，受对齐的磁场和分层。各种经典的不稳定性结果，如Høiland的增长率界和霍华德的半圆定理，扩展到这个浅水系统相当一般的配置文件。两个具体的分段恒定速度的轮廓，涡片和矩形射流，分析和渐近研究，它被发现，磁场和分层（弗劳德数测量）一般都是稳定的，但弱不稳定性可以发现在任意大的弗劳德数。数值解计算相应的光滑的速度剖面，双曲线切线剪切层和Bickley射流，为一个统一的背景场。为了理解两种剖面的不稳定性特征，采用了Drazin & Howard（1962）长波渐近分析的推广。对于剪切层，主要的不稳定性的机制被解释在反向传播的Rossby波，从而允许解释的稳定效果的磁场和分层。
2015-01-31 astro-ph.SR physics.flu-dyn
Horizontal shear instabilities in rotating stellar radiation zones: II. Effects of the full Coriolis acceleration
恒星内部是角动量在其演化过程中有效传输的场所。理解恒星辐射带中由于差动旋转引起的剪切不稳定性所触发的湍流输运的依赖性是强制性的。事实上，它构成了旋转输运和混合理论的基石之一，该理论在恒星演化代码中实现，以预测恒星的旋转和化学演化。我们研究了恒星辐射带中的水平剪切不稳定性，考虑了具有无量纲水平分量$\tilde{f}$和垂直分量$f$的完全科里奥利加速度。我们进行了线性稳定性分析的水平剪切流与双曲正切剖面，数值和渐近使用WKBJ近似。在传统的近似，我们确定了弯曲和惯性不稳定性。随着$\tilde{f}$的增加，屈曲不稳定性变得不稳定，并且其最大增长率显著增加，而热扩散率类似于传统情况稳定屈曲不稳定性。惯性不稳定性也受到强烈影响;例如，惯性不稳定区域在非扩散极限中扩展为$0<f<1+\tilde{f}^{2}/N^{2}$，其中$N$是无量纲的Brunt-Väisälä频率。更引人注目的是，在高热扩散率极限下，它在任何余纬$θ$处总是惯性不稳定的，除了在极点处（即，$0^{\circ}<θ<180^{\circ}$）。利用渐近结果和数值结果，我们提出了一个可能用于恒星演化模型的由不稳定性引起的有效湍流粘性的公式。这种湍流的特征时间足够短，以有效地重新分配角动量和混合辐射区中的化学品。
2020-11-30 astro-ph.SR physics.flu-dyn
Testing a one-dimensional prescription of dynamical shear mixing with a two-dimensional hydrodynamic simulation
混合过程的处理仍然是一维恒星演化模型的主要不确定性之一。这主要是由于需要在流体静力学代码中参数化和近似流体动力学方面。特别是，旋转恒星中的流体动力学不稳定性的影响，例如，动力学剪切不稳定性，逃避一致的描述。我们打算通过比较一维模型和相同初始条件下的第一原理流体力学模拟来研究流体静力学恒星演化模型中动力学剪切的扩散近似的准确性。我们选择了一个用恒星演化代码GENEC计算的初始模型，该模型正好处于动力学剪切不稳定性的开始，但没有显示出任何其他不稳定性（例如，对流）。这被映射到流体动力学代码SLH，以在赤道平面上进行2D模拟。我们比较了两个代码中得到的配置文件，并计算一个有效的扩散系数的水力模拟。在线性理论预测的区域中，在二维模拟中剪切不稳定性发展为在一维模型中变得不稳定。角速度和化学成分在不稳定区域中重新分布，从而产生新的不稳定区域。最终，2D模拟稳定在一个对称的稳定状态，这是理查森稳定的任何地方，而不稳定性保持在1D模型由于目前的限制，在1D代码更长的时间。通过比较平均原子质量的初始和最终分布，提取空间分辨扩散系数。所提出的模拟给出了第一个洞察剪切不稳定性在一个真实的恒星环境中的流体动力学，甚至允许我们直接提取一个有效的扩散系数。我们看到了临界Richardson数为0.25的证据，因为高于此值的区域在模拟过程中保持稳定。
2017-04-20 astro-ph.SR
Modeling coexisting GSF and shear instabilities in rotating stars
Zahn的旋转剪切诱导的湍流混合的广泛使用的模型最近在非旋转剪切流中得到了验证（有一些警告）。然而，目前尚不清楚他的模型在旋转存在的情况下是否仍然有效，即使这是其最初的目的。此外，在旋转流体中会出现新的不稳定性，例如Goldreich-Schubert-Schuberke（GSF）不稳定性。当一个以上的不稳定性可以被激发时，哪种不稳定性占主导地位，以及它们如何相互影响，是本文回答的开放性问题。要做到这一点，我们使用直接数值模拟的扩散分层剪切流在旋转的三分之一周期笛卡尔域位于赤道的一颗星。我们发现，GSF不稳定性或剪切不稳定性往往接管另一个在控制系统，这表明恒星演化模型只需要有一个混合处方为每个单独的不稳定性，连同一个标准，以确定哪一个占主导地位。然而，我们也发现，它并不总是容易预测的不稳定性“赢”给定的输入参数，因为扩散剪切不稳定性是亚临界的，只有发生，如果有一个有限振幅的湍流“引物”种子it. Interesting，我们发现，GSF不稳定性可以在某些情况下发挥这个引物的作用，从而提供了一条途径，激发亚临界剪切不稳定性。这也可以驱动可以观察到的弛豫振荡。最后，我们提出了一个新的模型混合在赤道地区的恒星辐射区由于差分旋转。
2021-07-08 astro-ph.SR physics.flu-dyn
Turbulent transport by diffusive stratified shear flows: from local to global models. Part I: Numerical simulations of a stratified plane Couette flow
正如Zahn（1974）所讨论的那样，剪切诱导的湍流在恒星辐射区的动量和化学物质的混合中起着重要的作用。在本文中，我们分析的分层平面Couette流的直接数值模拟的结果，在快速的热扩散的限制，测量的湍流扩散率和湍流粘度的函数的局部剪切和局部分层。我们发现，Zahn（1974）提出的稳定性判据，即梯度Richardson数和Prandtl数的乘积必须小于不稳定性的临界值$(J\Pr)_c$，充分地解释了流动中向湍流的转变，其中有$(J\Pr)_c \simeq 0.007$。该结果恢复并证实了Prat et al.（2016）的先前发现。湍流扩散率和粘性的Zahn模型（Zahn 1992），即混合系数应与热扩散率与梯度Richardson数之比成比例，当按原样应用时，不能令人满意地匹配我们的数值数据。它失败（如预期）在大分层的限制，其中理查森数超过上述阈值的不稳定性，但它也失败的限制，低分层的湍流涡尺度成为有限的计算域的大小。我们提出了一个修正的扩散分层剪切不稳定性的湍流混合模型，现在正确地解释了这两个限制，符合我们的数据令人满意，并恢复Zahn的1992年模型在大雷诺数的限制。
2016-10-14 astro-ph.SR physics.flu-dyn
Vertical shear instabilities in rotating stellar radiation zones: effects of the full Coriolis acceleration and thermal diffusion
本文通过数值与渐近WKBJ线性稳定性分析，研究完整Coriolis加速度和热扩散对恒星辐射区垂直剪切不稳定性的影响，并提出对应湍流输运的涡黏模型。
2025-01-09 astro-ph.SR physics.ao-ph physics.flu-dyn
Magnetic buoyancy instabilities in the presence of magnetic flux pumping at the base of the solar convection zone
我们进行理想化的数值模拟的磁浮力不稳定性的太阳速跃层模型。我们介绍了一个简化的磁通量泵在上层（对流区）的模型，并研究其包含在下层（辐射内部）的浮力不稳定性的演变的影响。我们研究了它对一个预先设想的磁板和剪切产生的磁层的不稳定性的影响。在前者中，我们发现，在该制度中，向下的泵送速度与阿尔芬速度的磁性层，磁通泵是能够阻止大部分的磁场，只有小口袋的强磁场能够上升到上层。在模拟中，磁层是由剪切产生的，我们发现，剪切速度不一定需要超过泵（因此，剪切的动能不需要超过叠加对流），强大的局部口袋的磁场产生，可以上升到上层。这是因为磁通量泵送作用是将磁场储存在界面下方，使其能够通过剪切和涡流流体运动被放大，直到磁场袋能够获得足够的强度上升到上层。此外，我们发现，这两个层之间的界面是一个自然的位置，在磁场的强垂直梯度的生产。如果这些梯度足够强，允许磁浮力不稳定性的发展，则不一定需要强剪切来驱动它们（参见Vasil & Brummell的作品）。我们发现，除了磁通量泵似乎能够协助剪切驱动的磁浮力产生强通量的浓度，可以上升到对流区的辐射内部。
2012-04-24 astro-ph.SR physics.flu-dyn
The Evolution of a Double Diffusive Magnetic Buoyancy Instability
最近，Silvers，Vasil，Brummell，& Proctor（2009），使用数值模拟，证实了由剪切速度场与弱垂直场的相互作用产生的水平磁场层的双扩散磁浮力不稳定性的存在。在这里，我们展示了长期的非线性演化这样的不稳定性的模拟。我们发现，一个准二维的交换不稳定骑（或“冲浪”）上不断增长的剪切诱导的背景下游场梯度。活动区域扩大，因为三维扰动在这个向上移动的活动锋之后保持不稳定，因此三维性质随着时间变得更加明显。
2011-08-04 astro-ph.SR physics.flu-dyn
Resistive instabilities in sinusoidal shear flows with a streamwise magnetic field
在具有有限电阻率和粘性的不可压缩磁流体力学（MHD）框架下，研究了初始均匀流向磁场作用下正弦剪切流的线性稳定性。在流体动力学的情况下，这种流动是不稳定的开尔文-亥姆霍兹不稳定性。在理想MHD中也是如此，其中耗散被忽略，只要磁场强度不超过临界阈值，超过该临界阈值，磁张力使流动稳定。在这里，我们证明，包括粘度和电阻率引入两种新的模式的不稳定性。其中一种模式，我们称之为连续不稳定阿尔芬波，因为它与剪切阿尔芬波有关，存在于任何非零磁场强度，只要磁普朗特数$Pm < 1$。我们提出了一个简化的模型，揭示了它的激发机制是由Dubrulle和Frisch（1991）描述的周期性剪切流的负涡粘性。最后，我们证明了这种模式的饱和在一个准稳态占主导地位的反向传播孤子。
2022-04-22 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.flu-dyn
Horizontal shear instabilities at low Prandtl number
在大多数恒星演化模型中，恒星辐射区的湍流混合通常要么被忽略，要么被粗略地解释。然而，越来越多的理论和观测证据表明，这种混合是存在的，并且可以影响恒星生命的各个方面。在这项工作中，我们提出了第一次尝试量化混合水平剪切不稳定性的恒星使用直接数值模拟。剪切力由体积力驱动，并迅速变得不稳定。在饱和时，我们发现存在几种不同的动力学机制，这取决于分层和热扩散的相对重要性（原则上粘度也很重要，但在大多数恒星应用中通常可以忽略不计）。在每个确定的制度，我们提出了一定数量的理论激励的标度律的湍流垂直涡尺度，典型的湍流扩散系数，和典型的温度波动幅度（等量）。根据我们的研究结果，我们预测大多数恒星应该属于两类之一：高Péclet数分层湍流和低Péclet数分层湍流。后者在Cope et al.（2020）的相关论文中详细介绍，而前者在这里讨论。将我们的结果应用于最著名的恒星剪切层，即太阳速度跃层，我们发现它应该处于高佩克莱数分层湍流状态，并预测温度、动量和成分的大量垂直混合。照这样看来，新的湍流模型预测与Spiegel & Zahn（1992）的太阳速跃层模型是不相容的。然而，我们也表明，旋转和磁场可能会影响湍流，需要考虑在未来的研究。
2020-06-12 astro-ph.SR physics.flu-dyn
Nonmodal analysis of helical and azimuthal magnetorotational instabilities
螺旋和方位角磁旋转不稳定性在旋转磁化流中具有相对陡峭的负剪切或非常陡峭的正剪切。相应的下限和上限刘极限的剪切，这决定了这些不稳定性的模式增长的阈值，连续连接时，一些轴向电流被允许通过旋转流体。我们调查的非模态动力学所产生的非正常的剪切流在当地的近似，概括的模态方法的结果。它表明，适度的瞬态/非模态放大的两种类型的磁旋转不稳定性发生在刘限制，根据模态分析系统是稳定的。我们表明，螺旋磁旋转不稳定性，这种磁流体动力学行为是密切相关的非模态增长的基本纯流体动力学问题。
2017-07-25 astro-ph.SR physics.flu-dyn physics.plasm-ph
On Kelvin-Helmholtz and parametric instabilities driven by coronal waves
Kelvin-Helmholtz不稳定性被认为是从磁流体动力学（MHD）扭结波中提取能量并通过湍流耗散能量的一种机制。因此，这是一个潜在的重要过程，在加热太阳日冕。然而，目前还不清楚如何不稳定性的影响与MHD波的振荡剪切流。我们研究了在一个笛卡尔框架内的水平磁场的存在下的不连续振荡剪切流的线性稳定性，该框架捕捉了通量管中MHD振荡的基本特征。我们推导出一个Mathieu方程的拉格朗日位移的接口，并分析其属性，确定两种不同的不稳定性：一个开尔文-亥姆霍兹不稳定性和参数不稳定性涉及的振荡剪切流和两个表面Alfvén波之间的共振。后者发生时，系统是开尔文-亥姆霍兹稳定，从而有利于模式，沿通量管变化，并作为一个结果提供了一个重要的和额外的机制，以提取能量。当应用到流的扭结波的特征属性在太阳日冕中，这两个不稳定性可以增长，与参数不稳定性能够产生较小的尺度扰动沿磁场比可能通过开尔文-亥姆霍兹不稳定性。对于波长为$200$ km的情况，这些不稳定性的特征时标为$\sim 100$ s。参数不稳定性更可能发生在较小的密度对比和较大的速度切变，使其发展更可能在日冕环比日珥线程。
2018-10-05 astro-ph.SR physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Linking dissipation-induced instabilities with nonmodal growth: the case of helical magnetorotational instability
螺旋磁旋转不稳定性是已知的工作与阻力旋转流与陡峭的负或非常陡峭的正剪切。当允许一些轴向电流流过旋转流体时，剪切力的相应下限和上限Liu连续连接。使用局部近似，我们证明了这种耗散引起的不稳定性的磁流体动力学行为是密切相关的非模态增长和伪谱的基本纯流体动力学问题。
2016-04-25 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.flu-dyn
Linear analysis of shear-flow instabilities in a prominence-corona interface with ambipolar diffusion
本文通过线性分析研究部分电离日珥与日冕界面中双极扩散对开尔文-亥姆霍兹不稳定性触发的影响，发现双极扩散具有失稳作用并降低不稳定阈值流速。
2025-05-05 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
The Interplay of Parametric and Magnetorotational Instabilities in Oscillatory Shear Flows
针对翘曲盘内部振荡剪切流中参数不稳定性与磁旋转不稳定性（MRI）的相互作用未被研究的问题，通过三维磁流体动力学剪切盒模拟发现，临界强迫振幅上下两者主导作用不同，且内部应力具粘弹性各向异性，为翘曲盘模型改进提供依据。
2025-08-22 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.flu-dyn
Turbulent transport in a strongly stratified forced shear layer with thermal diffusion
这项工作提出了数值计算结果的热量和化学物质的运输剪切诱导湍流强烈分层，但热扩散的环境。在这种状态下驱动的剪切不稳定性有时被称为“长期”剪切不稳定性，即使当流动的梯度理查森数（浮力频率与剪切速率之比的平方）很大时，只要佩克莱数（热扩散时间尺度与湍流涡旋的周转时间尺度之比）很小，也会发生剪切不稳定性。我们已经确定了一组简单的标准来确定这些不稳定性是否会发生。一般来说，我们发现，只要流体的热扩散率非常大（通常大于$10^{14}$ cm $^2$ /s），它们就可能是相关的，例如在大质量恒星（$M\ge 10 M_\odot$）的外层就是这种情况。使用一个简单的模型设置，其中剪切力是被迫由空间正弦，恒定振幅的体力，我们已经确定了几个制度，从有效的非分层非常强烈分层，每个都有自己的一套动力学特性。除非系统处于两个极端的政权之一（有效非分层或完全稳定），然而，我们发现（1）只有大约10%的输入功率用于热传输，而其余90%是粘性耗散的;（2）Zahn（1992）的模型很好地近似了有效组分混合系数，其中$D \simeq 0.02 κ_T /J$是热扩散率，$J$是梯度理查森数。然而，这些结果需要通过不同模型设置和更高有效雷诺数下的模拟来确认。
2015-12-29 astro-ph.SR physics.flu-dyn
Vertical shear instability in two-moment radiation-hydrodynamical simulations of irradiated protoplanetary disks II. Secondary instabilities and stability regions
本文研究了受辐射原行星盘轴对称辐射流体模拟中寄生在垂直剪切不稳定性（VSI）上的次级不稳定性，发现斜压扭矩与VSI模式相互作用触发开尔文-亥姆霍兹不稳定性等机制导致VSI饱和，并构建稳定图表明盘表面层可存在VSI不稳定。
2023-12-11 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.comp-ph
Layer formation in double-diffusive convection over resting and moving heated plates
我们提出了一个双扩散对流的数值研究，其特征在于分层不稳定的热对流，而在同一时间的平均分子量（或溶质浓度）的顶部和底部之间的差异抵消这种不稳定性。在这种情况下，对流区可以通过对温度和溶质梯度的联合作用局部不稳定的分层或通过另一个过程，振荡双扩散对流不稳定性形成，该过程由与溶质相比更快的热分子扩散率触发。我们讨论了连续层形成这个问题的情况下，瞬间加热的底部（板），形成第一层的界面，变得暂时不稳定，并触发进一步的，二次层的形成。我们认为这两种情况下的普朗特数典型的水（海洋的情况下）和一个低的普朗特数（巨行星的情况下）。我们讨论了一个库埃特一样的剪切流的影响，特别是对层形成不同的剪切速率。由于振荡双扩散对流不稳定，形成额外的层，如在某些情况下观察到的。我们还测试我们的数值实验所依据的物理模型，通过恢复实验室设置中获得的层形成的实验结果。
2019-06-27 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.flu-dyn
