Full-3D relativistic MHD simulations of bow shock pulsar wind nebulae: emission and polarization
弓形激波脉冲星风星云在不同的波长下被观测到各种复杂的形态，很可能是由于磁场强度和脉冲星风几何形状的差异。在这里，我们提出了一个详细的分析，显示这些差异如何影响这些系统中的观测特性，专注于非热同步辐射。通过对局部发射率采用不同的规定，在相对论MHD三维高分辨率数值模拟的磁场和流动模式之上，并考虑不同的视角，我们试图表征发射和偏振的主要特征，以验证这些是否以及如何用于获取信息，或对已知物体施加约束。例如，我们发现，在弓形激波尾部导致强烈湍流发展的条件下，发射模式会产生很大的差异，特别是在偏振光中。
2019-07-29 astro-ph.HE
Simulations of Viscous Accretion Flow around Black Holes in Two-Dimensional Cylindrical Geometry
从解析解中选取初始条件，模拟了二维圆柱形黑洞的无激波和激波粘性吸积流。模拟代码使用拉格朗日总变差递减（LTVD）和重映射例程，这使我们能够获得高精度捕获激波和正确处理角动量分布。无粘性激波吸积盘的解决方案产生了一个厚盘结构，而粘性激波的解决方案获得了一个邦迪结构，但在任何一种情况下，没有喷流活动，也没有任何QPO类活动的发展。在无粘性和粘性状态下的稳态冲击解与理论预测吻合得很好。然而，增加粘性使吸积激波不稳定。大振幅冲击振荡伴随着间歇的、瞬态的内部多次冲击。盘内部的这种振荡被解释为微类星体中观测到的硬X射线中QPO的来源。强烈的激波振荡导致强烈的幕式喷流发射。喷流还显示出激波的存在，这是一个炮弹击中前一个炮弹时产生的。射流和激波振荡的周期性相似。粘性参数越大，射流越强，速度越快。
2016-08-13 astro-ph.HE
Shock corrugation to the rescue of the internal shock model in microquasars: The single-scale MHD view
针对微类星体喷流内部激波模型，本文利用单尺度MHD模拟研究初始非均匀等离子体壳层碰撞形成的褶皱激波，发现其可适度增强远下游辐射功率，并预测多波段偏振性质。
2023-02-27 astro-ph.HE
Estimation of the mass outflow rates from viscous accretion discs
我们研究了黑洞周围的粘性吸积盘，以及所有可能的吸积解，包括激波吸积和无激波吸积分支。本文研究了激波驱动的黑洞粘性吸积盘双极外流。对于每一组边界条件，可以确定两个临界粘度参数$α_{cl}$和$α_{cu}$，在这两个参数内可能发生定常激波。绝热激波已被发现高达粘度参数$α=0.3$，而在耗散和质量损失的存在下，我们已经发现稳定激波高达$α=0.15$。质量流出率可能会随着圆盘参数的变化而增加或减少，通常约为质量流入率的几到10%。结果表明，在相同的外边界条件下，随着$α$的增大，激波阵面的距离减小。我们还表明，耗散的增加减少了热驱动后的冲击盘，因此，质量流出率下降到几个百分点。
2012-12-18 astro-ph.HE
X-ray emitting MHD accretion shocks in classical T Tauri stars. Case for moderate to high plasma-beta values
目标。我们研究了CTTS中吸积激波的稳定性和动力学，考虑在激波后区域β>= 1的情况。在这些情况下，一维近似是无效的，多维MHD方法是必要的。方法.通过二维轴对称MHD模拟，我们模拟了一个吸积流在CTTS大气中传播并撞击到其色球层上的过程。该模型考虑了恒星磁场、重力、辐射冷却和热传导（包括热通量饱和效应）。结果吸积激波的动力学和稳定性强烈依赖于等离子体β。在β> 10的激波情况下，激波加热的物质（可能还有MHD波）会在吸积柱底部产生剧烈的外流，并强烈扰动周围的恒星大气和吸积柱本身（因此改变了激波的动力学）。在β ~ 1的冲击中，冲击后区域被磁场有效地限制。冷却不稳定性引起的激波振荡受β的影响很大：当β> 10时，振荡可能被磁场迅速甩出，接近准定态，或者由于激波后等离子体本身引起的流场扰动，振荡可能是无明显周期性的混沌; β ~ 1的振荡是准周期性的，尽管它们的振幅比一维模型预测的要小，频率比一维模型预测的要高。
2009-12-09 astro-ph.HE astro-ph.SR
MHD-shock structures of astrospheres: $λ$ Cephei-like astrospheres
解释最近观测到的弓形激波周围的O-星和创建相应的模型需要详细了解相关的（磁）流体动力学结构。我们的研究基于三维数值磁流体动力学模型，使用动态相关参数，特别是（磁）音速马赫数进行分析。将HD和MHD的解析Rankine-Hugoniot关系与数值模型得到的结果进行了比较。在这种情况下，我们还表明，唯一的距离，可以近似确定的是终止冲击，如果它是一个流体动力学冲击。对于MHD激波，驻点一般不位于流入线上，流入线是平行于流入矢量并穿过恒星的线。因此，如在HD情况下那样经由伯努利方程的估计通常是不可能的。我们还表明，在O-星天体层，不同的区域存在的快速，慢速，Alfvénic，和声波的马赫数变得低于一，这意味着亚慢磁声以及亚快和亚音速流。然而，解析的MHD Rankine Hugoniot关系可以用于湍流和宇宙线调制的进一步研究。
2020-02-19 astro-ph.HE astro-ph.SR
Combining PIC and MHD to model particle acceleration in astrophysical shocks
针对天体物理激波中非热离子加速难以同时兼顾宏观与微观物理模拟的问题，提出结合PIC-MHD的方法，在降低计算成本的同时追踪单粒子加速，并应用于多种激波配置以研究其对宇宙射线谱的贡献。
2025-09-15 astro-ph.HE
Numerical simulations of MHD jets from Keplerian accretion disks I-Recollimation shocks
目的。我们希望在开普勒吸积盘的磁驱动稳态喷流的喷流模拟和分析研究之间建立牢固的联系。特别是，后者已经预测了由于主导环向应力而存在的回缩冲击，到目前为止，在平台模拟中从未观察到。方法.我们使用PLUTO代码对非相对论性喷流进行了一组轴对称MHD模拟。模拟旨在重现分析研究中通常预期的边界条件。我们改变两个参数：磁通量径向指数$α$和射流质量负载$κ$。为了达到巨大的前所未有的空间尺度所暗示的分析解决方案，一种新的方法，允许提高时间的演变已被使用。结果我们证实了存在的站立的reflimation冲击在大的距离，定性行为与质量负载$κ$在自相似的研究。这些激波很弱，对应于中等高的快磁声流中的斜激波。从椎间盘发出的喷射流聚焦到轴向内棘，这是连接到中央物体的流出物。这个脊柱的存在下，射流渐近有很强的影响。结论.内部平流激波可能产生可观察到的特征，如增强的排放和流动旋转速率的降低。然而，必须进行更真实的模拟，例如完全三维的模拟，以便研究非轴对称不稳定性，并且仅从盘中有限区域喷射，以便验证这些MHD再准直冲击及其性质是否被维持。
2022-10-26 astro-ph.HE
Kinetic inhibition of MHD-shocks in the vicinity of a parallel magnetic field
根据磁流体力学（MHD）理论，两个高速碰撞的磁化等离子体相遇时会产生激波。迄今为止进行的研究发现，在无碰撞等离子体的情况下，同样的结论仍然成立。对于流向场的情况，MHD规定场和流体是不连通的，因此产生的激波与场无关。当考虑两个冷对等离子体沿流动取向的磁场相遇时，我们提出了一个违反MHD预言的情况。随着引导磁场的增长，各向同性逐渐被抑制，导致场对所得结构的强烈影响。微观物理分析可以理解工作机制。粒子模拟也支持我们的结论，并表明结果并不局限于一个严格的平行领域。
2017-05-12 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
Jump relations for magnetrohydrodynamic shock waves in a dusty gas atmosphere
本文推导含尘气体中 MHD 激波的非相对论 RH 跃变条件，并分析磁场、尘埃浓度及体积参数对弱、强激波各物理量的影响。
2025-02-15 astro-ph.HE
3D Relativistic MHD Simulations of Pulsar Bow Shock Nebulae
脱离母星SNR的脉冲星直接与ISM相互作用，产生所谓的弓形激波脉冲星风星云，这是日光层/日尾系统的相对论等价物。从射电到X射线都可以直接观察到这些现象，并且还发现它们与TeV晕有关，具有各种各样的形态。它们提供了一个独特的环境，可以通过模拟其与周围环境介质的相互作用来研究脉冲星风，其方式与典型的Plerions不同/互补。与暗物质相比，这些系统也被认为是AMS和PAMELA探测到的正电子过剩的可能来源。我将介绍这种星云的三维相对论MHD模拟结果。在这些模拟的基础上，我们计算了预期的发射特征、高能粒子逃逸的特性、电流片在引导宇宙射线中的作用、湍流和磁放大的水平，以及它们如何依赖于风结构和磁化。
2020-05-28 astro-ph.HE
Particle Acceleration and the Formation of Relativistic Outflows in Viscous Accretion Disks with Shocks
在这封信中，我们提出了一个新的自洽理论生产的相对论性流出观察到的射电响亮的黑洞候选者和活动星系的粒子加速的结果，在热，粘性的吸积盘包含站立，离心支撑的等温冲击。这是第一个工作，以获得这样的磁盘的结构，一个相对较大的值的Shakura-Sunyaev粘度参数（$α=0.1$），并考虑的影响，在粘性磁盘的相对论粒子的加速冲击。在我们的方法中，流体动力学和粒子加速度耦合和解决方案获得自洽的基础上严格的数学方法。我们发现，在激波附近的粒子加速可以提供足够的能量来驱动观测到的M87中的相对论性喷流。
2009-07-05 astro-ph.CO astro-ph.HE
Oscillating shocks in the transonic, viscous, variable $Γ$, accretion flows around black holes
本文通过数值模拟研究黑洞周围跨声速粘性吸积流中激波在粘性作用下的振荡行为，发现当粘性参数超过临界值时稳态激波会失稳并产生振荡，其辐射输出也随之振荡，功率谱在几到几十赫兹处出现基频峰及谐波，可解释吸积黑洞候选体的观测特征。
2024-01-15 astro-ph.HE
Temperature-reducing shocks in optically-thin radiative MHD -- analytical and numerical results
本文研究了光学薄辐射磁流体力学中的降温激波，通过半解析解和磁重联数值模拟证明降温与加热激波同时存在，揭示了局部辐射损失增强导致显著降温的机制，对理解天体物理等离子体的热演化具有重要意义。
2024-01-02 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Using PIC and PIC-MHD to investigate cosmic ray acceleration in mildly relativistic shocks
本研究针对轻度相对论激波中宇宙射线加速机制问题，结合PIC模拟测定离子注入率，采用PIC-MHD方法建模激波大尺度演化，可实现更大规模更长时长的模拟研究。
2023-08-24 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Density jump as a function of magnetic field for switch-on collisionless shocks in pair plasmas
无碰撞冲击的性质，如密度跳跃，通常来自磁流体力学（MHD），其中假设各向同性的压力。然而，在无碰撞等离子体中，外部磁场可以维持稳定的各向异性。在\cite{BretJPP2018}中，我们设计了一个模型的动力学历史的等离子体通过冲击波前，允许自洽计算的下游各向异性，因此密度跳跃，在上游参数。该模型处理平行激波的情况，其中磁场垂直于上游和下游的前缘。然而，磁流体力学也允许冲击解决方案，所谓的开关解决方案，其中场只在上游垂直于前方。本文包括在应用我们的模型，这些开关的冲击。虽然MHD在有限的Alfvén马赫数范围内只提供了一种接通解决方案，但我们的模型在稍有不同的Alfvén马赫数范围内提供了两种解决方案。这两个解决方案是最有可能的结果，在我们的模型下的中间和快速MHD冲击。而在平行的情况下，中间和快速冲击合并在MHD中，他们没有在我们的模型。为了简单起见，形式主义仅限于对等离子体的上游是冷的非相对论冲击。
2022-06-14 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
The impact of kinetic effects on the properties of relativistic electron-positron shocks
我们评估的非热冲击加速粒子的磁流体动力学（MHD）相对论冲击跳跃条件的影响。绝热常数直接从第一原理粒子模拟数据计算，使半动力学方法，以改善标准流体模型，并允许识别的关键参数，定义的冲击结构。我们发现，不断变化的上游参数有一个更强的影响比由于非热粒子的修正。我们发现，上游散装速度的减少产生的偏差从标准的MHD模型高达10%。此外，我们得到了一个定量定义的冲击过渡区从我们的分析。对于韦伯介导的冲击，包括一个磁场中的MHD守恒方程的解决第一次。
2012-10-09 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Jet rotation driven by MHD shocks in helical magnetic fields
本文对螺旋磁场中的磁流体动力学冲击可以引起天体物理喷流旋转的假设进行了详细的数值研究。螺旋磁场的冲击压缩导致环形洛伦兹力分量，其将在环形方向上加速射流材料。这个过程将沿着射流携带的磁角动量（磁应力）转化为动力学角动量（旋转）。这里提出的机制仅在螺旋磁场配置中起作用。我们证明了这种机制的可行性轴对称MHD模拟在1.5D和2.5D使用PLUTO代码。在我们的装置中，射流以零动能角动量（无旋转）注入环境气体。不同的动力学参数的射流传播，如射流内部阿尔芬马赫数和快速磁声马赫数，密度对比的射流周围介质，或外部声波马赫数的射流。我们建议的机制应该适用于各种喷射应用，例如原恒星或河外喷流，以及内部喷流激波（喷流结）或喷流与环境气体之间的外部激波（夹带）。对于原恒星喷流的典型参数值，数值推导的旋转特征看起来与观测结果一致，即旋转速度为喷流整体速度的0.1%-1%。
2011-05-31 astro-ph.GA astro-ph.HE
