Cylindrically symmetric radial accretion onto a Levi-Civita string-like source
在Levi-Civita背景度规下，研究了柱对称条件下多变物质的径向稳态吸积。该模型可以看作是强引力场中Bondi吸积的圆柱模拟。作为这项研究的副产品，定义线质量密度的问题得到解决，并讨论了度量自由参数的物理可观测量的例子中的作用。径向吸积方程的形式对内部解的结构不敏感。相应地，吸积解的分析可以被限制到描述无结构均匀弦的列维-奇维塔度规的一种特殊的Wilson形式。
2022-08-18 astro-ph.HE gr-qc
Acoustic geometry obtained through the perturbation of the Bernoulli's constant
对于天体物理学上的黑洞吸积，我们证明了理想理想流体的无粘无旋绝热流所定义的伯努利常数的线性扰动会引起类似引力的现象.我们工作的公式化是在牛顿框架内完成的，也是在广义相对论框架内完成的，即，在静态时空背景下也是如此。模拟声学度规的结构类似于在扰动速度势和质量吸积率中发现的声学度规。
2018-04-12 astro-ph.HE gr-qc
Emergent gravity from nonlinear perturbation of spherical accretion with variable adiabatic index
Visva-Bharati（维斯瓦-巴拉蒂大学）；University of North Bengal（北孟加拉大学）；Harish-Chandra Research Institute（哈里什-钱德拉研究所）；Homi Bhabha National Institute (HBNI)（霍米·巴巴国立研究所）
本文通过非线性高阶扰动研究球形吸积流，证明类引力现象并非线性扰动的产物，而是通过非线性扰动产生引力效应，提出动态类几何框架。
2026-05-07 astro-ph.HE gr-qc
Axially Symmetric Accretion of Fractal Medium onto Rotating Black Holes and the emergence of the Acoustic Manifold
对于三种不同的物质几何构型和两种不同的热力学状态方程，采用后牛顿赝Kerr黑洞势，研究了具有分数维质量分布的物质在旋转黑洞上的低角动量、多跨音速、轴对称吸积流.这样的任务已经通过将吸积介质的分形性质映射到其连续介质上而在数学上完成。强调了分形介质吸积动力学与连续介质吸积动力学自旋依赖性的区别。利用含时线性微扰方法，证明了具有分数维密度分布的物质吸积可以看作是经典类比模型的一个自然例子。相应的声表面重力已估计的吸积变量。表面重力的值随着吸积物质从其分形性质向相应的连续分布过渡而变化。
2017-05-02 astro-ph.HE
Model dependence of the multi-transonic behavior, stability properties and corresponding acoustic geometry for accretion onto a spinning black hole
本文在后牛顿伪势框架内，研究了自旋黑洞多跨声速吸积行为、定态激波特征及表面引力随自旋变化的模型依赖性，对比了不同盘几何结构在绝热与等温情形下的差异。
2015-01-01 astro-ph.CO astro-ph.HE
Inertial-Acoustic Oscillations of Black-Hole Accretion Discs with Large-Scale Poloidal Magnetic Fields
研究了大尺度磁场对黑洞周围吸积盘最内层非轴对称惯性声学模（也称为p模）的影响.这些全局模可以解释在BH X射线双星中观测到的高频准周期振荡（HFQPOs）。可能有这样的大规模磁场在磁盘中的存在，因为在相同的光谱状态时，HFQPO检测到的幕式喷流观察到的观测证据。我们发现，大尺度极向磁场可以增强共转不稳定性，增加纯流体动力学过稳p模的增长率。此外，我们表明，这些过稳定的p-模式的频率可以进一步减少这样的磁场，使他们同意更好地与观测。
2015-04-09 astro-ph.HE
Effective sound speed in relativistic accretion discs around Schwarzschild black holes
对于低角动量轴对称吸积流，在垂直方向上保持流体静力平衡时，临界点处的马赫数偏离1，导致临界点和音速点的非同构。这引入了一些不希望的复杂性，同时分析处理的固定积分吸积解决方案和相应的相图。我们建议，引入一个有效的动态声速可以解决这个问题，在一个优雅的方式。我们线性微扰完整的时空相关的广义相对论欧拉方程和连续性方程的结构和动力学的吸积盘周围的Schwarzschild黑洞的垂直平衡和识别的声音度规嵌入在固定的背景流。这种度规描述了线性声扰动在吸积流中的传播。我们构造对应于该声扰动的波动方程，并找到这种扰动的传播速度。最后指出，通常的热力学声速应该用通过动力学微扰得到的线性声波的传播速度来代替。这种替换将使临界点处的马赫数值等于1。使用上述有效声速将导致改进的固定盘结构，其中临界点和音速点将相同。
2018-12-08 astro-ph.HE gr-qc
Linear perturbations of low angular momentum accretion flow in the Kerr metric and the corresponding emergent gravity phenomena
对于物质落在旋转黑洞上的特定几何构型，我们发展了一种新的线性微扰分析方法，对流体动力学流体的定态低角动量、无粘、正压、无旋、广义相对论吸积进行了定态积分吸积解的稳定性分析.我们证明了这种稳态在线性扰动下保持稳定，因此稳态解对于利用吸积现象探测黑洞时空是可靠的。我们报告说，这种稳定性分析过程的结果是出现了相对论声学几何。我们详细研究了声波几何的各种性质。我们构建因果结构，建立一对一的对应关系的声波点与声学黑洞地平线，和冲击的位置与声学白洞地平线。我们讨论了旋转黑洞的自旋对这种声学时空出现的影响。
2018-12-13 astro-ph.HE
On the linear growth mechanism driving the stationary accretion shock instability
在恒星核心坍缩过程中，由于存在着稳定的吸积激波不稳定性（SASI），失速激波变得不稳定，最终导致超新星爆炸。这种不稳定性会引起激波的大尺度非球形振荡，这对爆炸的动力学和几何形状有着至关重要的影响。虽然这种不稳定性的存在已得到明确证实，但其物理根源仍然有些不确定。事实上，人们提出了两种机制来解释其线性增长。第一种是平流-声学循环，其中不稳定性是由平流扰动（熵和涡度）和声波之间的相互作用引起的。第二种机制是纯声学的，并假设冲击能够放大捕获的声波。已经提出了几个有利于对流声学循环的论点，但没有一个是完全决定性的实际流动参数。在这篇文章中，我们给出了两个新的论点，明确地表明，不稳定性不是纯粹的声学，而应归因于对流声学循环。首先，我们提取一个径向传播时间尺度，通过比较几个不稳定的谐波，不同的只是他们的径向结构的频率。提取的时间匹配的对流声学时间，但强烈不同意一个纯粹的声学解释。其次，我们提出了一种方法来计算纯声学模式，人工消除平流扰动下面的冲击。所有这些纯声学模式被发现是稳定的，表明平流波是必不可少的不稳定机制。
2011-12-06 astro-ph.HE astro-ph.SR
Numerical Simulation of Hot Accretion Flows (I): A Large Radial Dynamical Range and the Density Profile of Accretion Flow
热吸积流的数值模拟表明，质量吸积率随着半径的减小而减小，因此吸积流的密度分布变得平坦的情况下，一个恒定的吸积率。这一结果具有重要的理论和观测意义。然而，由于技术上的困难，在几乎所有以前的模拟径向动态范围通常跨越最多两个数量级。这种小的动态范围，加上边界条件的影响，使模拟结果值得怀疑。特别是，密度和吸积率的径向分布可能不够精确，无法与观测结果进行比较。在本文中，我们提出了一个“两区”的方法来扩大径向动力学范围从两个到四个数量级。我们证实了以前的结果，发现从$r_s$到$ 10^4r_s$，吸积率和密度的径向分布可以很好地用$\dot{M}(r)\propto r^s$和$ρ\propto r^{-p}$来描述。对于粘性参数$α=0.001$和0.01，（s，p）的值分别为（0.48，0.65）和（0.4，0.85）。我们查阅了文献中的数值模拟工作，发现无论是否包括磁场以及采用何种初始条件，$s$和$p$的值都是相似的。我们得到的密度分布是在很好的定量协议，从详细的观测和模拟Sgr A* 和NGC 3115。这种吸积率分布的起源将在随后的论文中进行研究。
2012-10-10 astro-ph.HE
Emergent gravity through non-linear perturbation
到目前为止，文献中所有可用的模拟重力模型都只处理通过跨音速流体的线性扰动出现的声学几何。它从来没有被调查是否模拟重力现象是唯一的线性扰动的结果，或者更确切地说，一个非均匀的，无粘的和无旋流体的任意扰动的一般属性。在目前的工作中，在文献中的第一次，我们证明，声学时空可能是通过高阶非线性扰动形成的，从而建立模拟重力现象比以前认为的更普遍。我们认为球形吸积天体物理系统作为一个自然的经典模拟重力模型，并发展了一种形式主义，以调查非线性扰动的吸积流到任意顺序。我们的迭代方法涉及一组耦合方程的质量吸积率和密度的流体。特别是，我们证明了波动方程的质量吸积率涉及一个声学度规，可以微扰构造的所有订单。数值求解了跨音速Bondi流动的耦合方程组。这种分析使用的边界条件设置为原来的未扰动值，与时间依赖的质量吸积率扰动采取指数阻尼。扰动的解决方案表明，二阶和更高的扰动度规一般导致原来的声学地平线振荡和改变的大小。我们详细解释了这种现象及其对吸积流的非线性扰动的影响。
2021-06-07 astro-ph.HE gr-qc
Toward a magnetohydrodynamic theory of the stationary accretion shock: toy model of the advective-acoustic cycle in a magnetized flow
研究了磁场对平流-声学不稳定性线性相位的影响，作为研究恒星核坍缩过程中吸积激波不稳定性的磁流体动力学（MHD）理论的第一步。我们研究了一个玩具模型，其中平面静止吸积激波后面的流动被外部势绝热减速。两个磁场的几何形状被认为是：平行或垂直的冲击。熵涡波，这是简单的平流在未磁化的限制，分为五个不同的波：熵扰动平流，而涡可以通过两个阿尔芬波和两个慢磁声波沿场线传播。存在于未磁化极限的两个周期，对流声学和纯声学，被多达六个不同的MHD周期所取代。循环之间的相位差在确定总循环效率和因此的增长率方面起着重要作用。作为磁场强度的函数的生长速率的振荡是由于这种变化的相移。垂直磁场几乎不影响循环效率的制度，被认为是超阿尔文吸积。与此相反，我们发现，水平磁场强烈增加的涡度循环，弯曲的磁力线的效率，导致在一个显着增加的增长率，如果不同的周期是在相位。这些磁效应是显着的大规模模式，如果阿尔芬速度是一个相当大的分数的流速。
2010-04-02 astro-ph.HE astro-ph.SR
Simulations of Overstable Inertial-acoustic Modes in Black-Hole Accretion Discs
本文对黑洞吸积盘中的超稳惯性声波振荡模（p模）进行了二维无粘流体动力学模拟。这些全球性的螺旋波被困在光盘的最内部的区域，并被驱动过稳定的波吸收在共转共振（$r_c$）时，背景盘涡度（涡度除以表面密度）的梯度在$r_c$是积极的和光盘内边界是充分反射。以前的线性计算表明，这些模式的增长率可以高达10%的旋转频率在光盘内边缘。我们确认这些线性增长率和主要光盘振荡频率在我们的模拟时，模式振幅经历指数增长。我们表明，模式的增长饱和时，径向速度扰动成为可比的光盘声速。在饱和阶段期间，主盘振荡频率与线性模式频率仅略微不同（小于百分之几）。在这个阶段的流体速度剖面中的尖锐特征表明饱和是由非线性波变陡和模式-模式相互作用引起的。
2012-12-10 astro-ph.CO astro-ph.HE
Model-Dependent Galactic Environment Effects on Multi-Transonic Accretion and Emergent Acoustic Gravity around Kerr Black Holes
West Bengal State University（西孟加拉邦立大学）；Presidency University（总统大学）；Ramakrishna Mission Vivekananda Centenary College（罗摩克里希纳传教士维韦卡南达百年学院）
本研究系统探讨了星系环境对旋转黑洞多跨声速吸积流的影响，发现其效应强烈依赖盘模型，暗物质贡献主导，并验证了稳态流动的稳定性。
2026-09-11 astro-ph.GA astro-ph.HE
Viscous and resistive accretion flows with radially self-similar and outflows
吸积流中外流的存在被观测和磁流体动力学（MHD）模拟所证实。本文研究了在电阻率和环形磁场存在下吸积流的外流。流中的能量耗散机制被假定为由于吸积流中的湍流引起的粘性和磁扩散率。还假设磁扩散率和运动粘度不是恒定的，并且随位置而变化，并且对它们使用$α$ -处方。从吸积盘流出的影响被认为是质量、角动量和能量的汇。自相似方法被用来解决的积分方程的行为的吸积流存在的外流。该解决方案代表了旋转更快并变得更冷的圆盘，以获得更强的流出。磁扩散系数的增加使表面密度和旋转速度降低，径向速度和温度升高。对本模型随磁场大小变化的研究表明，盘的旋转和吸积速度加快，温度升高，表面密度降低。圆盘厚度通过增加磁场或电阻率而增加，而圆盘由于流出而损失更多的质量和能量而变得更薄。
2012-02-14 astro-ph.HE
Spacetime constraints on accreting black holes
利用解析方法研究了旋转Kerr黑洞吸积对自旋的依赖性。在线性区，MHD湍流吸积流中的角动量输运涉及到差动旋转流中连接等离子体的径向磁场的产生。我们采取第一原理的方法，突出的约束，限制了径向磁场的产生和放大，源于能量从机械到磁的形式转移。由于以磁性形式转移的能量最终受到引力势能或Killing能量的约束，后者的自旋依赖性允许我们推导出吸积等离子体成功驱逐其角动量和吸积的自旋依赖性约束。我们发现这种能力和黑洞自旋之间存在反比关系。如果这种径向磁场的产生形成吸积流的角动量转移的基础上，涉及克尔黑洞的吸积率预计将较低的黑洞自旋增加的Ekde意义。
2009-06-12 astro-ph.HE gr-qc
Radial Transport and Meridional Circulation in Accretion Disks
三维天体物理吸积盘中由内应力驱动的粒子、元素和流体的径向输运是一个重要的现象，与原行星盘中的向外尘埃输运、彗星中难熔粒子的起源、地月系统中的同位素平衡等都有潜在的联系。本文研究了具有剪切粘性的三维圆盘中的涡度环流与圆盘热分层的关系，并证明了后者对径向流的强烈影响。以前的局部等温研究通常发现中平面附近的径向流出模式，切换到更高的流入。在这里，我们表明，无论是分析和数值，流动，这是在所有高度向内，是可能的磁盘熵和温度急剧增加的高度。这种热力学条件在光学薄的、粘性加热的吸积盘中可能是典型的。如果这些条件不成立，那么只要剪切粘度提供了内应力，那么在中平面附近就应该有径向流出。我们的结果也可以用于设计流体动力学磁盘模拟与规定的模式的纬向环流。
2017-02-07 astro-ph.EP astro-ph.HE
Linear Analysis of the Shock Instability in Core-collapse Supernovae: Influences of Acoustic Power and Fluctuations of Neutrino Luminosity
本文是Takahashi等人（2016）的续篇，其中作者研究了冲击前吸积物质的波动对核心坍缩超新星（CCSNe）中持续吸积冲击的线性稳定性的影响。如果人们理解这是关于激波后吸积流的外边界条件的影响，那么本文应该被看作是对内边界条件的可能影响的研究。更具体地说，我们施加了一个时间依赖性，振荡条件的内边界，考虑到注入声功率振荡原中子星。我们还考虑了在轻子数发射自持不对称性（LESA）论证中所引用的内外边界条件之间可能存在的相关性。本文利用拉普拉斯变换对CCSNe中常见的吸积激波进行了线性稳定性分析。我们发现，声功率增强了驻存吸积激波不稳定性，或SASI，特别是当光度较低。另一方面，中微子球上中微子光度涨落之间的关联对不稳定性的影响很小，只轻微地改变本征模的振幅。我们进一步研究了LESA激发的微扰方程的稳态解，得出结论：电子型中微子和反中微子的通量之和而非之差是产生自维持稳态微扰组态的关键因素。
2019-03-01 astro-ph.HE
Corotational Instability, Magnetic Resonances and Global Inertial-Acoustic Oscillations in Magnetized Black-Hole Accretion Discs
低阶非轴对称p模（也称为惯性声学模）被捕获在黑洞周围流体动力吸积盘的最内部区域中，是在许多吸积黑洞系统中观察到的高频准周期振荡（QPO）的可能候选者。当流体涡度$ζ=κ^2/(2ΩΣ)$（其中$κ$和$Σ$分别是径向周转频率和圆盘表面密度）具有正梯度时，由于在共转共振（其中波型频率$ω/m$等于圆盘旋转速率$Ω$）处的波吸收，这些模式受到全局不稳定性的影响。我们研究了圆盘磁场对共转时的波吸收和相关的共转势垒的波超反射的影响，以及对圆盘p模超稳定性的影响。对于具有纯环向场的盘，共转共振被分成两个磁共振，其中流体的共转坐标系中的波频率$\tomega=ω-mΩ$与慢磁声波频率相匹配。显著的波能量/角动量吸收发生在两个磁共振处，但具有相反的符号。这两种磁共振的组合效应是降低超反射和过稳p模的增长率。我们表明，即使是亚热的环形场可以抑制流体动力学（B=0）p-模式的过稳定性。对于吸积盘混合（环形和垂直）磁场，两个额外的阿尔芬共振出现，其中$\tomega$匹配当地阿尔芬波频率。它们进一步降低了p模的生长速率。我们的研究结果表明，为了使非轴对称的p-模式是一个可行的候选人所观察到的高频QPO，光盘磁场必须明显亚热，或其他模式的激发机制在工作。
2010-08-30 astro-ph.HE
Corotational Instability of Inertial-Acoustic Modes in Black-Hole Accretion Discs: Non-Barotropic Flows
本文研究了共转共振对黑洞吸积盘惯性声波振荡（p模）的影响。以前的工作已经表明，正压流（其中的压力只取决于密度），波吸收在共转共振时，可以导致模式增长时，光盘涡度，$ζ=κ^2/(2ΩΣ)$（其中$Ω, κ, Σ$是旋转速率，径向周转频率和表面密度的光盘，分别），在共转半径有一个正梯度。本文将共转共振效应的分析推广到非正压流体。我们表明，模式不稳定性的标准是由有限的径向Brunt-Väsälä频率的光盘修改。我们推导了密度波入射到共转势垒时的反射率的解析表达式，并计算了具有不同$α$ -粘性参数化的圆盘模型的全局p模的频率和增长率.我们发现，对于具有恒定绝热指数$Γ$的圆盘流体，超反射和模式增长依赖于有效涡度的梯度，$ζ_{\rm eff} = ζ/S^{2/Γ}$（其中$S \equiv P/Σ^Γ$测量熵）：当$dζ_{\rm eff}/dr > 0$在共转半径时，波吸收导致p模式的放大。我们的计算表明，最低阶的p模式与方位波数$m=2, 3, 4,...$有最大的增长率，与频率近似（但不同）的$2:3:4...$相称的比例。我们讨论了我们的结果的影响，在吸积黑洞系统中观察到的高频准周期振荡。
2010-05-08 astro-ph.HE
Radial Stresses and Energy Transport in Accretion Disks
在研究粘性吸积盘的早期，人们认识到来自遥远来源的能量转移一定很重要，尤其是因为在盘的大部分中，盘中平面处的流动很可能是向外的，离开引力势阱。如果粘性的来源是由吸积提供动力的，例如在磁旋转不稳定性的情况下，那么这种遥远的能源必须位于盘的最内部区域，在那里吸积甚至发生在中平面。我们在这里认为，调制在这个能源供应可以改变吸积率的动态，而不是更长的粘性，时间尺度。这意味着内盘吸积率的稳态值和波动（取决于内边界条件的细节并发生在内盘的快速演化时间）都会影响外盘。这是特别有趣的，因为观测表明，磁盘吸积是不稳定的（例如~ EX Lupi类型对象）。我们还注意到，提供给剪切盒的功率是由剪切盒本身设定的，而不是由全球盘中的物理能量通量设定的。也就是说，它们的饱和磁场不受实际磁盘中存在的全套能量约束的影响。我们的分析表明，大尺度径向能量输运对吸积盘的演化和变化有着重要的影响。
2014-12-12 astro-ph.EP astro-ph.HE
The local stability of the magnetized advection-dominated discs with the radial viscous force
本文利用线性扰动分析方法研究了具有纯环形磁场和径向粘性力的对流占优光学厚（薄）盘和光学薄盘的局部稳定性。我们的色散关系表明，磁场和径向粘性力的存在不会引起任何新的不稳定模式。然而，我们发现，在超薄光盘的热模式的增长率和在超薄和光学薄光盘的声学模式的径向粘性力的影响显着。这种力倾向于强烈地降低在短波长极限处向外传播的声学模式（O模式）的增长率，但是它导致薄盘变得热更不稳定。我们发现，在径向粘性力的存在下，热模的增长率增加。当粘度参数较大时，这种增强更为显著。我们还发现，当考虑径向粘性力时，O模的增长率降低。热模和声模的增长率依赖于磁场。虽然在较强磁场的情况下，O模的不稳定性具有较高的增长率，但当磁场较强时，薄圆盘的热模可以被抑制。磁化圆盘的惯性声学不稳定性可以解释黑洞的准周期振荡（QPO）。
2018-02-26 astro-ph.GA astro-ph.HE
An accretion disk-outflow model for hysteretic state transition in X-ray binaries
我们提出了一个平流主导吸积流（ADAF）与磁驱动外流的模型来解释在X射线双星（XRB）中观察到的滞后状态转变。当质量吸积率低于临界值时，发生从薄盘到ADAF的转变。ADAF的临界质量吸积率可以通过将平衡时标等同于ADAF的吸积时标来估计，这对它的径向速度是敏感的。薄圆盘的径向速度很小，这导致薄圆盘中的外场平流非常低效。ADAF存在于XRB的低/硬状态，与薄盘相比，它们的径向速度较大。ADAF可以有效地将外部场向内拖曳，因此可以形成穿过ADAF的强大尺度磁场，这可以加速ADAF中的一部分气体进入流出物。这样的流出可以从ADAF带走大量的角动量，这显著地增加了ADAF的径向速度。这导致高临界质量吸积率，低于该临界质量吸积率，具有磁流出的ADAF可以存活。计算结果表明，当气磁压力比为$β\sim 4$时，有磁流出的ADAF的临界亮度比常规ADAF的临界亮度高一个数量级.这可以自然地解释在XRB中观察到的滞后状态转变。
2016-01-20 astro-ph.HE
Choked accretion: from radial infall to bipolar outflows by breaking spherical symmetry
稳定状态下，球对称吸积流是很好地理解的邦迪解决方案。然而，球对称必然是对现实的理想化近似。在这里，我们探讨偏离球对称的后果，首先通过一个简单的分析模型，以激励所涉及的物理过程，然后通过流体动力学，数值模拟的理想流体吸积到牛顿引力物体。具体来说，我们考虑轴对称的，大规模的，小幅度的偏差在密度场，使赤道面是过于密集的极地地区相比。我们发现，由此产生的极性密度梯度显着改变了邦迪的结果，并引起稳态的解决方案，提出双极流出。随着密度对比度的增加，越来越多的材料从系统中喷射出来，即使密度对比度适中，也会达到比局部逃逸速度更大的速度。有趣的是，内部的流出区域，流动倾向于局部的邦迪解决方案，与由此产生的总质量吸积率通过内边界$choking$在一个值非常接近相应的邦迪之一。因此，进行的数值实验表明，外观的最大可实现的吸积率，与任何额外的材料被喷射，即使是非常小的偏离球面对称。
2019-10-21 astro-ph.HE
Frequency spectrum of axisymmetric horizontal oscillations in accretion disks
本文给出了赝势模型下Schwarzschild黑洞薄吸积盘轴对称声惯性振荡的本征频率谱。有九个离散的频率，对应于捕获模式。在内盘中具有九个或更多径向节点的本征模属于连续体，其频率范围开始于略低于径向周转频率的最大值。结果是在假设振荡运动平行于圆盘中平面的条件下得出的。
2015-03-18 astro-ph.HE
Weak Shock Propagation with Accretion. II. Stability of Self-similar Solutions to Radial Perturbations
Coughlin等人（2018）（论文I）推导并分析了一种新的自相似机制，该机制描述了质点的引力场中的弱激波（单位阶马赫数）。这些解与低能爆炸有关，包括失败的超新星。在本文中，我们开发了一个形式主义的稳定性分析的冲击径向扰动，我们证明了自相似的解决方案文件I是非常弱的不稳定，这样的径向扰动。具体来说，我们表明，扰动的冲击波速度和冲击后的流体量（速度，密度和压力）的增长随着时间的$t^α$，其中$α\le 0.12$，这意味着这种扰动的十倍的时间尺度大约是十个数量级的时间。我们通过进行高分辨率，随时间变化的数值模拟来证实这些预测。使用相同的形式主义，我们还表明，Sedov-Taylor爆炸波是平凡稳定的径向扰动提供的自相似，Sedov-Taylor解决方案延伸到原点，我们推导出简单的表达式的扰动后冲击波的速度，密度和压力。最后，我们证明了描述稀疏波的流体方程存在第三种自相似解（除了论文I中的解和Sedov-Taylor解之外），即，振幅极小的向外传播的声波。我们解释了这三个不同的自相似解决方案的冲击波传播的稳定性。
2019-01-14 astro-ph.HE
The Structure of a Quasi-Keplerian Accretion Disk around Magnetized Stars
本文给出了磁化中子星周围具有内部发电机的准开普勒薄吸积盘的完整结构。我们假设一个完整的准开普勒磁盘的方位角速度偏离开普勒的方式的一个因素$ξ$（$0<ξ<2$）。在我们的方法中，我们垂直积分动量方程的径向分量，以获得薄的准开普勒吸积盘的径向压力梯度方程。我们的结果表明，在大的径向距离，吸积盘的行为在开普勒的方式。然而，接近中子星，压力梯度力（PGF）在很大程度上改变了磁盘结构，导致突然的动力学变化的吸积盘。与开普勒模型相比，对于$ξ>1$（对于$ξ<1$），共转半径向内（向外）移动，并且相对于新的共转半径的内边缘的位置也相应地重新定位。当处于平流状态时，所得到的PGF扭矩与粘性扭矩（当$ξ<1$时）耦合以提供自旋下降扭矩和自旋上升扭矩（当$ξ>1$时）。因此，忽略PGF，就像以前的模型一样，是一个明显的遗漏。我们的结果有可能解释磁化中子星周围的吸积盘的可观测的动力学后果。
2019-03-19 astro-ph.HE
Resistive Accretion Flows around a Kerr Black Hole
在本文中，我们提出了一个电阻磁化厚吸积盘的静态轴对称位形附近的外部重力和内部偶极磁场的缓慢旋转的黑洞。等离子体由完全广义相对论磁流体动力学（MHD）方程描述，并遵循欧姆定律，且不考虑辐射场的影响。我们试图尽可能地用解析方法求解这些二维磁流体动力学方程。然而，我们有时也不可避免地参考数值方法。为了充分理解相对论性的几何厚吸积盘结构，我们认为流体速度的所有三个分量都是非零的。这意味着磁流体可以在中心黑洞周围的所有三个方向上流动。当我们在径向上更接近黑洞时，流体在所有这些方向上的流动都更快。然而，当我们沿着赤道方向向赤道移动时，从速度和质量吸积率的角度来看，径向流入变得更强。尽管如此，等离子体盘的垂直（垂直）速度和旋转在该方向上变得更慢。由于压力梯度力的存在，预计整个厚盘的亚开普勒角动量分布也是如此。为了得到一个简洁的分析形式的吸积率，我们假设径向和纬向流体速度的径向依赖性是相同的。这种简化的假设导致了质量吸积率的径向独立性。吸积等离子体的运动产生方位角电流，其强度基于外部偶极磁场的强度来指定。该电流在盘中产生极向磁场，由于等离子体的有限电阻率的存在，该极向磁场在盘边界表面上是连续的。
2020-03-09 astro-ph.HE astro-ph.SR
Poloidal Field Amplification through Compression-Shear Dynamics in Schwarzschild Accretion: Pathways to MAD States
Khayyam University of Mashhad（马什哈德海亚姆大学）；Ferdowsi University of Mashhad（马什哈德费尔道西大学）；Kosar University of Bojnord（博因博尔德科萨尔大学）
研究通过压缩-剪切动力学增强黑洞吸积流中磁场，揭示了旋转支撑对磁场增强效率和几何结构的控制作用，为MAD状态形成提供了理论依据。
2026-02-12 astro-ph.HE
Properties of relativistic hot accretion flow around rotating black hole with radially varying viscosity
本研究探讨旋转黑洞周围相对论吸积流中径向变化黏度参数的影响，发现黏度指数增大时激波形成可能性减小，且快速旋转黑洞能承受更高黏度。
2023-12-26 astro-ph.HE
Wave-Mediated Boundary Layers of Accretion Discs: Role of Internal Structure of the Accretor
本研究通过二维流体动力学模拟，探讨吸积体内部多方结构对波介导边界层中声波激发与输运的影响，发现质量吸积率和角动量通量随多方指数降低而减小，且与内部总质量相关性更强。
2025-10-16 astro-ph.HE
General relativistic two-temperature accretion solutions for spherical flows around black holes
落入黑洞的物质是热的，完全电离的，必须是跨音速的。由于电子负责通过同步加速器，韧致辐射和逆康普顿等过程进行辐射冷却，因此电子气和质子气应该处于两个独立的温度分布中。但双温流动的问题是，比方程的数量多了一个变量。吸积流的最简单形式是径向流，它有两个运动常数。流动变量为径向体三速度、电子温度和质子温度。因此，与单温流不同，在双温流中，对于任何给定的运动常数，有多个跨音速解，且音速点变化很大，这些解是非唯一的。我们调用热力学第二定律来找到一种可能的方法来打破简并性，通过在所有可能的解中只显示一个解，具有最大熵，因此是正确的解。通过考虑这些正确的解，我们发现吸积效率随着质量吸积率的增加而增加。结果表明，当吸积速率大于爱丁顿吸积速率的60%时，径向流对超大质量黑洞的辐射效率可达10%以上，而对恒星质量黑洞的吸积，当吸积速率接近爱丁顿极限时，径向流对黑洞的辐射效率也可达10%以上.我们还表明，耗散热定量地影响两个温度的解决方案。在显式热过程的存在下，库仑耦合是弱的。
2018-11-14 astro-ph.HE
Magnetized SASI: its mechanism and possible connection to some QPOs in XRBs
在稳定的球形吸积物中，内边界表面的存在（如中子星或白矮星）使得驻激波的存在成为可能。驻激波在二维或三维中会变得不稳定，这被称为{ \em驻吸积激波不稳定性}（SASI）。使用轴对称流体动力学（HD）和磁流体动力学（MHD）模拟，我们发现，对流声学机制更好地匹配所观察到的振荡时间尺度在我们的模拟。吸积流中的整体激波振荡可以解释在X射线双星中观测到的许多高频（$\gtrsim 100$ Hz）准周期振荡。中等强度磁场的存在为冲击振荡模式增加了更多的特征，从而在计算的光变曲线中产生低频调制。该低频调制可以负责$\sim 100$ Hz QPO（称为hHz QPO）。我们认为，hHz QPO的出现决定了较高频率的双峰QPO的分离。
2018-04-10 astro-ph.HE
Excitation of Trapped Waves in Simulations of Tilted Black Hole Accretion Disks with Magnetorotational Turbulence
我们分析了广义相对论磁流体动力学模拟中流体变量的时间依赖性，模拟了无量纲自旋参数a/M=0.9的黑洞的吸积流。我们考虑吸积材料的角动量与黑洞自旋轴对齐（非倾斜流）和错位15度（倾斜流）的情况。与未倾斜的模拟相比，倾斜的模拟表现出明显过量的惯性可变性，即在低于局部径向周转频率的频率处的可变性。我们进一步研究了这种类似惯性的功率的径向结构，重点是在三个分析的流体变量中发现的118（M/10 Msol）^-1 Hz处的径向扩展带。在该频率下的三维密度结构表明，功率是一种复合振荡，其主要成分是与背景流共转的过密团块，低阶惯性波和低阶惯性声波。我们的研究结果提供了初步确认早期的建议，磁盘倾斜可以是一个重要的激发机制的惯性波。
2009-10-10 astro-ph.HE
Magnetothermal and magnetorotational instabilities in hot accretion flows
在热的、稀的、磁化的吸积流中，电子的平均自由程可以比拉莫尔半径大得多，因此热传导是各向异性的，并且沿着磁场线。在这种情况下，如果温度向外降低，流动可能会受到浮力不稳定性（磁热不稳定性，或MTI）的影响。MTI放大磁场，并使场线与径向对齐。如果吸积流是差动旋转，磁旋转不稳定性（MRI）也可能存在。使用二维，随时间变化的磁流体动力学模拟，我们调查这两个不稳定性之间的相互作用。我们使用的全球模拟，跨越两个数量级的半径，中心周围的区域的邦迪半径，气体的下落时间比MTI和MRI的生长时间更长。显着放大的磁场产生的两个不稳定性，虽然我们发现，MTI主要放大的径向分量，和MRI主要的环形分量，分别的字段。最重要的是，我们发现，如果MTI可以将磁能放大一个因子$F_t$，而MRI可以放大一个因子$F_r$，那么当MTI和MRI都存在时，磁能可以放大一个因子$F_t \cdot F_r$。因此，我们得出结论，由MTI和MRI的磁能放大独立运作。我们还发现，MTI有助于角动量的传输，因为由MTI引起的径向运动增加麦克斯韦（通过放大磁场）和雷诺应力。最后，我们发现，热传导的径向温度分布的斜率减小。在Bondi半径附近温度的升高降低了质量吸积率。
2011-01-14 astro-ph.HE
On the role of initial and boundary conditions in numerical simulations of accretion flows
以热吸积流的二维流体动力学数值模拟为例，研究了初始条件和边界条件的影响。考虑的初始条件包括一个旋转的环面，热吸积流的一维全球解决方案，注入的气体与各种角动量分布的解决方案扩展，和气体从一个大规模的数值模拟。特别注意的质量吸积率和密度的径向剖面。两者都可以用幂律函数$\dot{M}\propto r^s$和$ρ\propto r^{-p}$来描述。我们发现，如果角动量不是很低，$s$的值是不敏感的初始条件，并位于一个狭窄的范围内，$0.47\la s \la 0.55$。然而，$p$的值对初始条件更敏感，并且位于$0.48\la p \la 0.8$的范围内。密度分布的多样性是因为不同的初始条件由于初始条件的角动量不同而产生不同的径向速度分布。当吸积流的角动量很低时，流入速率随半径变化为常数。以圆环模型为例，考虑了广泛采用的“流出”边界条件和“质量通量守恒”条件，研究了内外边界条件对模型计算结果的影响。我们发现结果对这两种边界条件并不敏感。
2013-06-20 astro-ph.HE
The thickness of a weakly-magnetized accretion flow inside the last stable orbit of a Kerr black hole
如果吸积盘中含有弱的冻结纠缠磁场，由于在音速点附近的解压缩，它们的动力学效应在最后稳定轨道内可能是重要的。在这里，我认为径向和垂直结构的一个几乎自由落体流内的最后稳定轨道的薄盘围绕克尔黑洞。这种流的厚度主要由径向和方位磁场产生的垂直应力决定。预测的厚度振荡垂直周围的平衡值所确定的磁场平衡与重力。对于薄盘，这个厚度比吸积盘本身的厚度大得多。HARM2d的数值模拟结果表明，垂直结构更为复杂。特别是，磁支撑盘似乎是不稳定的物质分离成较薄的流与热压力或其他过程确定的垂直尺度。
2014-08-27 astro-ph.HE
Ring sequence decomposition of an accretion disk: the viscoresistive approach
我们分析了一个薄吸积盘的二维粘阻磁流体动力学（MHD）模型，该模型将[Coppi（2005），Coppi and Rousseau（2006）]中概述的晶体结构与天体物理吸积系统的真实微观和宏观特征相协调。特别是，我们认为小的耗散效应（粘度和电阻率，其特征在于磁普朗特数的顺序单位），极向物质通量和环形分量的磁场。这些新的成分使我们能够建立完整的平衡剖面，包括动量守恒方程的方位角分量和电子力平衡关系。这两个额外的方程，这是相同的满足在原来的模型中，允许我们处理非零的径向和垂直的物质通量，我们构建的全球平衡系统的解决方案提供了一个完整的描述等离子体盘内的径向和垂直的依赖。我们分析的主要问题是概述了调制的物质分布在磁盘中对应于形成一个环状序列，在这里与相应的径向振荡的物质通量。
2011-11-04 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Crystalline Structure of Accretion Disks: Features of the Global Model
在本文中，我们发展了一个二维磁流体动力学位形的轴对称和旋转的等离子体（嵌入在一个偶极类磁场）的分析，模拟了一个紧凑的天体周围的薄吸积盘的结构。我们的研究调查了盘等离子体的全局轮廓，以确定晶体形态和环序列存在的条件，如在[1，2]中进行的局部分析所述。在线性制度，当电磁反反应的等离子体是足够小的，我们表明存在一个振荡的径向行为的通量面函数非常接近的局部模型中概述的一个，除了径向调制的振幅。在相反的限制，对应于一个占主导地位的反反应的磁场中的磁性结构的中心对象，我们可以认识到存在一个环状分解的磁盘，根据相同的调制的磁通量表面，和一个平滑的径向衰减的磁盘密度，相对于线性的情况。在这种极端的非线性状态下，全球模型似乎预测的配置非常接近的本地分析，但在这里的反压，平衡设置的关键，也是径向调制。在这样一个全球模型的有效性所要求的条件中，径向坐标在对盘温度和中心物体的质量敏感的给定值内的限制是成立的;然而，这个条件对应于处理薄盘配置。
2012-11-25 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Universal Radial Scaling of Large-Scale Black Hole Accretion for Magnetically Arrested And Rocking Accretion Disks
本研究通过长时标3D GRMHD模拟发现，超大质量黑洞吸积在MAD与RAD状态间循环，且质量内流率遵循普适径向标度律，该周期可决定喷流AGN爆发的占空比。
2025-05-29 astro-ph.GA astro-ph.HE
Angular Momentum Transport by Acoustic Modes Generated in the Boundary Layer I: Hydrodynamical Theory and Simulations
吸积盘边界层中角动量输运的性质一直是吸积盘理论的核心和长期的研究课题之一。在这项工作中，我们表明，在边界层的超声速剪切激发的声波作为一个有效的机制，在磁盘和吸积物体之间的界面处的质量，动量和能量的传输。我们开发的理论的角动量传输的声学模式在边界层，并支持我们的研究结果与三维流体动力学模拟，使用等温状态方程。我们的第一个主要结果是在边界层的三种类型的全球模式的识别。我们推导出这些模式的色散关系，准确地捕捉在模拟中观察到的模式速度在百分之几。其次，我们表明，角动量传输在边界层本质上是非本地的，并驱动辐射的角动量远离边界层到恒星和磁盘。波在边界层中的角动量传输的图像可以在消散和重新分配角动量和能量到盘和星之前传播很长的距离，这与湍流应力的局部传输的传统概念不一致。我们的研究结果具有重要的意义，半解析模型描述的光谱发射从边界层。
2012-12-03 astro-ph.HE astro-ph.SR
Global transient dynamics of three-dimensional hydrodynamical disturbances in a thin viscous accretion disk
薄的粘性开普勒吸积盘被认为是渐近稳定的，即使它们可以在短时间尺度上显示出显着的动力学活动。在本文中，非轴对称流体动力学扰动的磁盘的动力学研究分析建立在稳态的三维结构和轴对称扰动在以前的工作中探索的演变。假设一个多方状态方程的解决方案被发现通过渐近展开的小参数测量盘的厚度与特征半径的比率。深入的分析表明，每一个扰动，干扰径向速度引起显着的瞬态增长（声）能量的演变扰动。这种影响在密度和垂直速度中最为明显。所观察到的瞬态增长是绑在不可分离的性质的解决方案，特别是，图案的演变是由一个相似的变量组成的径向坐标和时间控制。这导致不断增长的缠绕扰动，显示连续的径向峰和谷。我们认为，这些瞬态的非轴对称结构可能会沉淀二次不稳定性，因此，可能是一个新的替代图片的湍流唤醒非磁化天体物理磁盘的关键要素。
2009-06-11 astro-ph.EP astro-ph.HE
Acoustic wave generation in collapsing massive stars with convective shells
在大质量恒星最内层的壳层中发生的对流在核心坍缩超新星爆炸的形成中起着重要作用。当遇到超新星激波时，会产生额外的湍流，放大爆炸。在这项工作中，我们研究了恒星坍缩过程中对流扰动的演变。我们的主要目标是在它们到达超新星激波之前确定它们的物理性质。为此，我们解决了线性化的流体动力学方程扰动的一个固定的背景流。后者近似为球形跨音速邦迪吸积，而对流扰动则建模为熵波和涡度波的组合。我们遵循他们的演变，从大半径，对流壳层最初位于小半径，预计他们会遇到吸积激波以上的原中子星。考虑典型的涡扰动的马赫数$\sim 0.1$和熵扰动的大小$\sim 0.05 k_\mathrm{b}/\mathrm{baryon}$，我们发现，这些扰动的平流下降到激波产生的声波的相对振幅$δp/γp \lesssim 10\%$，在协议与出版的数值模拟。速度扰动由声波和涡量波的贡献组成，其值达到激波前声速的$\sim 10\%$。扰动振幅随对流壳层$\ell$和初始半径的增大而减小。
2020-02-21 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.flu-dyn
Importance of thermal diffusion in the gravo-magnetic limit cycle
我们考虑的作用，由于湍流和辐射的热扩散的吸积爆发，发生在原行星盘包含死区。使用1D粘性盘模型，我们表明，扩散的径向热传输是重要的重力磁极限环期间，可以强烈修改的持续时间和频率的吸积爆发。当普朗特数很大时--这样湍流热扩散就不重要了--与没有热扩散传输的模型相比，径向辐射扩散减少了爆发持续时间。当普朗特数是小的（$\lesssim 25$），我们发现，湍流扩散占主导地位的径向运输的热量，减少爆裂持续时间$\lesssim 10^3$年，以及增加爆裂频率。此外，包括径向运输的热量扩大了范围的下降率下，磁盘经历吸积爆发从$10^{-8}$到$10^{-6}$ M $_\odot$年$^{-1}$没有扩散，到$10^{-8}$到$\gtrsim10^{-4}$ M $_\odot$年$^{-1}$与辐射和强湍流扩散。辐射和湍流热扩散的相对作用可能会有所不同，在吸积爆发，但简单的估计表明，预期的普朗特数是10的顺序在原行星盘，因此，湍流扩散很可能是一个重要的过程，在吸积爆发由于重力磁极限循环。
2014-09-15 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.HE
