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
Second Order Perturbative Effects on the Acoustic Geometry
在这项工作中，我们研究了高阶扰动，特别是第二阶的细节，在声波地平线上的效果。我们考虑了两种不同的摄动方案：速度势摄动和质量加速度摄动。这两个方案给我们定性相似的行为。我们发现，类似的重力形式主义也适用于高阶扰动。
2018-03-12 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
On the realizability of relativistic acoustic geometry under a generalized perturbation scheme for axisymmetric matter flow onto black holes
我们提出了一种新的线性微扰方法来研究天体物理黑洞周围轴对称物质流的定常跨音速积分解的稳定性。我们讨论的相对论声学几何的出现作为这样的稳定性分析的结果。因此，我们的工作在两个明显不重叠的研究领域--吸积天体物理学和类似的引力现象--之间建立了重要的联系。
2014-08-25 astro-ph.HE gr-qc
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
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
Instabilities in nonrelativistic spherically symmetric self-gravitating accretion
在牛顿引力框架下，考虑介质引力的影响，用微扰方法研究了非相对论性无粘球对称吸积模型的含时问题.我们考虑球对称的非相对论性吸积，即具有自引力的Bondi吸积。我们的方法是微扰的线性秩序的扰动制度。我们引入线性扰动在现有的系统的稳态解。分析结果有两个特点，一是在无旋无粘吸积模型中，质量吸积率的线性扰动引起了引力突现;二是对由于介质中引力的影响而引起的流动不稳定性有了一些重要的认识，而在没有自引力的情况下，不稳定性是不存在的。
2019-01-20 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
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
Absolute stability of axisymmetric perturbations in strongly-magnetized collisionless axisymmetric accretion disk plasmas
在天体物理学的吸积盘中，驱动吸积流的物理机制通常被认为与等离子体不稳定性和湍流的发展有关。因此，一个关键的问题是一致的平衡配置的吸积盘等离子体的测定和调查其稳定性。在无碰撞等离子体的情况下，动力学理论提供了适当的理论框架。本文给出了非相对论性强磁化引力束缚轴对称吸积盘等离子体中低频和长波轴对称电磁扰动的动力学描述。的分析，进行的框架内的弗拉索夫-麦克斯韦描述，依赖于固定的动力学解决方案的弗拉索夫方程，允许同时处理的非均匀流体场，固定吸积流和温度各向异性。结果表明，对于这样的解决方案，没有轴对称不稳定扰动可以存在发生在特征时间和空间尺度上，这是长的拉莫尔回转时间和半径相比。因此，这些静止的构形实际上是稳定的，不受这种类型的轴对称动力学不稳定性的影响.作为一个基本的结果，这排除了在这些系统中出现轴对称磁旋转或热不稳定性的可能性。
2012-01-09 astro-ph.HE
Higher Order Stability Analysis for Astrophysical Accretion Processes
本文对黑洞周围薄吸积流中存在湍流粘性的纳维-斯托克斯方程进行了n阶微扰分析。为了找到稳定性判据，我们使用格林函数来求解n阶速度摄动方程。最后，我们提出了一个速度稳定性判据，它有助于判断基流在高阶扰动下是否稳定。
2019-12-18 astro-ph.HE
Linear analysis on the growth of non-spherical perturbations in supersonic accretion flows
我们分析了超音速吸积流中非球形扰动的增长。我们考虑的是核心坍缩超新星（CCSNe）反弹后阶段的应用。这种非球形扰动已经在阿内特的一系列论文中提出，他用数值方法研究了坍缩前恒星外层的剧烈对流。此外，Couch & Ott（2013）在他们的数值模拟中证明，这种扰动可能导致一颗成功的超新星，即使是在没有波动的情况下未能爆炸的祖星。本文研究了失速激波在入射过程中扰动的线性增长。线性化后的方程组用拉普拉斯变换作为初边值问题求解。背景是一个Bondi吸积流，其参数被选择为模拟Woosley & Heger（2007）的15 $\mathrm{M_\odot}$祖先模型，该模型被认为是CCSNe的典型祖先。我们发现，在大半径处给出的扰动随着它们向下流动到激波半径而增长;例如，密度扰动可以放大30倍。我们分析表明，增长率与球谐函数的指数$l$成正比。我们还发现，扰动振荡的频率是类似的那些常设吸积激波不稳定性的时间。这可能对CCSNe中的激波复活有影响，我们将在即将发表的论文中对此进行更详细的研究。
2014-08-15 astro-ph.HE
Incompressible Modes Excited by Supersonic Shear in Boundary Layers: Acoustic CFS Instability
我们提出了一个不稳定的激发不可压缩模式（如重力或Rossby模式）在表面的恒星吸积通过边界层。这种不稳定性通过在边界层的圆盘中发出声波来激发恒星模，该声波携带的能量和角动量通量与恒星模的能量和角动量密度的符号相反。我们称这种不稳定性为声学CFS不稳定性，因为它直接类似于旋转恒星上以引力波形式发射能量激发模式的欧拉-弗里德曼-舒茨不稳定性。然而，声学CFS不稳定性与其对应的引力波不同之处在于，声波传播的流体介质（即，吸积盘）通常比产生不可压缩模式的恒星旋转得更快。由于这个原因，不稳定性甚至可以对存在吸积盘的非旋转恒星起作用。我们讨论了我们的结果在吸积黑洞和中子星系统中的高频准周期振荡和激变变星中的矮新星振荡中的应用。
2016-10-13 astro-ph.HE astro-ph.SR
Dynamical analogue spacetimes in non-relativistic flows
反重力模型将流体的线性涨落描述为一个无质量的标量场，它在由背景流构成的稳态声学时空上传播。在本文中，我们建立，这种范式推广到任意阶非线性扰动传播的动力学模拟时空。我们的结果适用于所有的无粘，球对称和正压非相对论流动中存在的外部保守力。我们证明，这样的流体总是承认一个动态的描述由一对耦合波和连续性方程。我们提供了一个迭代的方法来解决这些方程的任何已知的固定解决方案的所有订单的扰动。在这个过程中，我们发现，存在一个动态的声学时空上的质量吸积率的波动传播。动态声学时空被证明有一个定义良好的因果结构和曲率。此外，我们发现了一个经典的波动关系的时空的声学视界，承认的情况下，视界可以增长以及后退，后者是一个结果，没有已知的类似黑洞。作为一个例子，我们数值研究了指数阻尼含时扰动下的Bondi流吸积解。我们发现，二阶和更高阶的经典微扰具有一个声学的地平线，振荡和变化到一个新的稳定的大小在晚些时候。特别是，通过"低频"扰动实现了声学水平线后退的情况。我们讨论我们的结果的背景下，更一般的模拟模型和天体物理吸积流的潜在影响。
2021-06-14 astro-ph.HE gr-qc physics.flu-dyn
The Effect of X-ray Irradiation on the Time Dependent Behaviour of Accretion Disks with Stochastic Perturbations
来自X射线双星的紫外辐射，更可能是由吸积盘的外部区域对X射线进行再处理而产生的。外盘的结构可能会改变，由于存在的X射线照射，我们讨论的物理制度，这可能会发生，并指出某些X射线二进制这种效果可能是重要的。这些源的长期X射线可变性被认为是由于外盘中的随机波动，其向内传播引起产生X射线的内部区域中的吸积率变化。X射线的变化会引起外盘的结构变化，这反过来又会影响内部的吸积速率。为了理解在这种情况下的磁盘的定性行为，我们采用简单的假设，磁盘是完全电离，不翘曲。我们开发和使用一个时间相关的全球流体动力学代码来研究在特定半径的正弦吸积率扰动的影响。在不同的半径和不同的时间周期的磁盘，特别是内吸积率，这种扰动的响应。虽然我们没有发现任何振荡或极限环的行为，我们的研究结果表明，照射增强了X射线的可变性在时间尺度对应的粘性时间尺度的照射盘。
2015-02-04 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
Backreaction of Mass and Angular Momentum Accretion on Black Holes: General Formulation of the Metric Perturbations and Application to the Blandford-Znajek Process
研究了黑洞上质量和角动量吸积的度规反反应。我们首先在Eddington-Finkelstein坐标系中发展了Schwarzschild黑洞周围的双极和偶极线性引力扰动的形式。导出了黑洞的质量和角动量随时间的变化与吸积物质的能量动量张量之间的关系。作为一个具体的例子，我们应用我们的形式主义的Blandford-Znajek过程周围的缓慢旋转的黑洞。我们发现，时间依赖性的双极微扰和偶极微扰可以解释为缓慢旋转的克尔度规与时间相关的质量和自旋参数，这是确定从能量和角动量提取率的Blandford-Znajek过程。我们还表明，当把含时质量参数看作黑洞的能量时，Komar角动量和视视界面积分别随时间减小和增大，而这与黑洞力学中能量提取的Blandford-Znajek论证是一致的.
2021-07-31 astro-ph.HE gr-qc hep-th
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
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
Impact of rotation on the accretion of entropy perturbations in collapsing massive stars
本研究通过线性扰动理论分析旋转对大质量恒星坍缩中熵扰动演化的影响，发现旋转影响甚微，与先前对流涡旋研究结论一致。
2025-09-11 astro-ph.HE astro-ph.SR
Nonlinear variations in axisymmetric accretion
我们对无粘和轴对称旋转吸积的定态解进行了含时径向微扰，其中包括任意阶的非线性。不管非线性的阶数是多少，扰动方程的形式类似于模拟声学黑洞的度规方程。通过要求扰动是二阶非线性下的驻波，我们以Liénard系统的形式给出了扰动的时间依赖性。我们进行动力系统分析的Liénard系统实时揭示鞍点，其含义是，不稳定性将发展的吸积系统时，扰动扩展到非线性政权。我们还将扰动建模为高频行波，并进行Wentzel-Kramers-Brillouin分析，将非线性迭代视为非常微弱的影响。在这种方法下，扰动的振幅和能流都表现出增长，声学视界将稳定和不稳定的区域分开。
2014-10-23 astro-ph.HE
Turbulence Generation by Shock-Acoustic-Wave Interaction in Core-Collapse Supernovae
核壳燃烧高级阶段的对流不稳定性在中微子驱动的超新星爆炸中起着重要作用。在我们以前的工作中，我们用线性微扰理论研究了涡旋波和熵波与超新星激波的相互作用。在本文中，我们扩展了我们的工作，通过研究声波的影响。当声波穿过激波时，扰动激波在激波后流中诱导出一个熵波和涡量波场。我们发现，即使当上游流被假定为占主导地位的声波扰动，激波产生的涡量波包含了大部分的湍流动能在激波后的区域，而熵波产生的激波后是负责大部分的密度扰动。熵扰动预计将成为浮力作为重力的响应，然后在激波后区域产生额外的湍流。这导致产生爆炸所需的临界中微子光度适度降低，我们估计其小于$ \sim 5 \% $。
2018-05-05 astro-ph.HE astro-ph.SR
Hydrodynamical transport of angular momentum in accretion disks in the presence of nonlinear perturbations due to noise
开普勒吸积盘中流体动力学不稳定性和湍流的起源是一个长期存在的谜团。其中的流动是线性稳定的。在这里，我们探讨的扰动在这种流动中的存在下，一个额外的力的演变。这样的力量，这是预计将随机的性质，因此表现为噪声，可能会导致从热波动（无论多么小），颗粒流体相互作用，从天体物理磁盘流出的反馈等，我们基本上建立了非线性扰动的演变存在的科里奥利和外力，这是修改后的朗道方程。我们得到，即使在线性制度下，适当的强迫和雷诺数，否则最不稳定的扰动演变到一个非常大的饱和振幅，导致非线性和合理的湍流。因此，强迫本质上导致线性稳定模式不稳定。我们进一步表明，非线性扰动发散在一个较短的时间尺度的存在力，导致快速过渡到湍流。有趣的是，非线性的出现只取决于力，而不是初始扰动振幅，不像原来的朗道方程为基础的解决方案。
2021-11-16 astro-ph.HE physics.flu-dyn
Effects of the Angular Momentum of Accreting Matter on the Flow Structure in the Subsonic Settling and Bondi-Hoyle Accretion Regimes
以前未探索的吸积制度与旋转的吸积物质，即扰动的准球形亚音速沉降流和Bondi-Hoyle吸积存在的轴向旋转，被认为是在理想的流体力学的框架内。对于亚音速沉降吸积，扰动显示出快速增长的引力中心的接近，使在内部区域的流动可以不再被认为是准球形的。对于Bondi-Hoyle吸积，真空圆柱形空腔被示出形成在离重力中心近流动轴的大距离处，该空腔外的流速几乎与到旋转轴的距离无关。
2014-03-10 astro-ph.HE
Weak Shock Propagation with Accretion. II. Stability of Self-similar Solutions to Radial Perturbations
Coughlin等人（2018）（论文I）推导并分析了一种新的自相似机制，该机制描述了质点的引力场中的弱激波（单位阶马赫数）。这些解与低能爆炸有关，包括失败的超新星。在本文中，我们开发了一个形式主义的稳定性分析的冲击径向扰动，我们证明了自相似的解决方案文件I是非常弱的不稳定，这样的径向扰动。具体来说，我们表明，扰动的冲击波速度和冲击后的流体量（速度，密度和压力）的增长随着时间的$t^α$，其中$α\le 0.12$，这意味着这种扰动的十倍的时间尺度大约是十个数量级的时间。我们通过进行高分辨率，随时间变化的数值模拟来证实这些预测。使用相同的形式主义，我们还表明，Sedov-Taylor爆炸波是平凡稳定的径向扰动提供的自相似，Sedov-Taylor解决方案延伸到原点，我们推导出简单的表达式的扰动后冲击波的速度，密度和压力。最后，我们证明了描述稀疏波的流体方程存在第三种自相似解（除了论文I中的解和Sedov-Taylor解之外），即，振幅极小的向外传播的声波。我们解释了这三个不同的自相似解决方案的冲击波传播的稳定性。
2019-01-14 astro-ph.HE
Eigenmodes of trapped horizontal oscillations in accretion disks
本文给出了Schwarzschild黑洞和快速旋转的牛顿恒星（Maclaurin椭球体）的薄吸积盘的声惯性振荡的本征频率和本征函数。结果是在Nowak和Wagoner（1991）的形式中推导出来的，假设振荡运动平行于圆盘的中平面。给出了从$m = 0$到$m = 4$的五种方位角模式中每一种的前四种径向模式。最低模式的频率和波函数可以用艾里函数精确地近似。
2014-11-17 astro-ph.HE
Angular Momentum Transport by Acoustic Modes Generated in the Boundary Layer I: Hydrodynamical Theory and Simulations
吸积盘边界层中角动量输运的性质一直是吸积盘理论的核心和长期的研究课题之一。在这项工作中，我们表明，在边界层的超声速剪切激发的声波作为一个有效的机制，在磁盘和吸积物体之间的界面处的质量，动量和能量的传输。我们开发的理论的角动量传输的声学模式在边界层，并支持我们的研究结果与三维流体动力学模拟，使用等温状态方程。我们的第一个主要结果是在边界层的三种类型的全球模式的识别。我们推导出这些模式的色散关系，准确地捕捉在模拟中观察到的模式速度在百分之几。其次，我们表明，角动量传输在边界层本质上是非本地的，并驱动辐射的角动量远离边界层到恒星和磁盘。波在边界层中的角动量传输的图像可以在消散和重新分配角动量和能量到盘和星之前传播很长的距离，这与湍流应力的局部传输的传统概念不一致。我们的研究结果具有重要的意义，半解析模型描述的光谱发射从边界层。
2012-12-03 astro-ph.HE astro-ph.SR
Possible origin of viscosity in the Keplerian accretion disks due to secondary perturbation: Turbulent transport without magnetic field
旋转剪切流中流体动力学湍流的起源是一个长期存在的难题。在天体物理学中，当流体角动量分布是开普勒型的，形成一个具有可忽略的分子粘性的吸积盘时，解决这个问题尤为重要。因此，在这样的系统中，任何粘度都是由湍流引起的，可以说是由磁旋转不稳定性决定的，特别是当温度T >~ 10^5时。然而，在静止的激变变星、原行星盘和恒星形成盘周围的盘，以及活动星系核中盘的外部区域，由于它们的温度低，电荷实际上是中性的，因此预计不会与磁场适当地耦合，从而由于磁旋转不稳定性而产生任何输运。这种流动类似于包括科里奥利力的平面库埃特流动，至少局部如此。当这种流动在线性流体动力学扰动下不表现出任何不稳定模式时，是什么驱动了它们的湍流，然后又驱动了它们的传输？我们证明了三维二次扰动对初始扰动流的触发椭圆不稳定性可能产生显著的湍流粘性，范围为0.0001 <~ ν_t <~ 0.1，以解释吸积流中的输运。
2011-01-24 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Hydrodynamical instability with noise in the Keplerian accretion discs: Modified Landau equation
开普勒吸积盘中流体动力学不稳定性和湍流的起源以及类似的实验室剪切流，例如平面Couette流，是一个长期存在的谜。这些流动是线性稳定的。在这里，我们探讨的扰动在这种流动中的存在下，一个额外的力的演变。这样的力，这是预计是随机的性质，因此表现为噪声，可能是热涨落（无论多么小），布朗棘轮，颗粒流体相互作用和反馈的天体物理盘等的外流。我们基本上建立了非线性扰动的发展存在的科里奥利和外力，这是修改的朗道方程。我们发现，即使在线性制度下，适当的强迫和雷诺数，否则最不稳定的扰动演变到一个非常大的饱和振幅，导致非线性和合理的湍流。因此，强迫本质上导致线性稳定模式不稳定。我们进一步表明，非线性扰动发散在一个较短的时间尺度存在的力量，导致快速过渡到湍流。有趣的是，非线性的出现只取决于力，而不是初始扰动振幅，不同于原来的朗道方程为基础的解决方案。
2020-06-17 astro-ph.HE physics.flu-dyn
A new hydrodynamic spherical accretion exact solution and its quasi-spherical perturbations
我们给出了一个精确的$γ=5/3$球吸积解，它将$ρ\to const.$的Bondi边界条件修改为$r\to \infty$，将$ρ\to 0$修改为$r \to \infty$。这种变化允许简单的幂律解决方案的密度和下落速度场，范围从一个冷空自由落体条件下，压力趋于零，热流体静力平衡极限没有下落速度。与Bondi解的情况一样，出现了最大吸积速率。然而，与Bondi解的$γ=5/3$情况一样，这一次没有出现音速半径，因为流动总是以恒定的马赫数为特征。在最大吸积率的情况下，这个数等于1，向冷空状态发散，并向流体静力平衡极限变为亚音速。结果表明，在极限为{ $r \to 0$ }的情况下，Bondi解趋向于新的解，{将Bondi吸积值的有效性扩展到}吸积密度分布不保持在一个固定的常数值直到无穷大的情况。然后，我们探索小偏差的球形和角动量的存在，通过分析微扰分析。这种扰动的解决方案产生了丰富的现象，通过密度和速度场的勒让德多项式，我们开始探索简单的角速度边界条件的平面和极点上的零。新的解决方案提供了补充物理洞察吸积问题一般。
2023-01-19 astro-ph.GA astro-ph.HE physics.class-ph
Resonant Drag Instabilities for Polydisperse Dust, I. The Acoustic Resonant Drag Instability
研究多分散尘埃尺寸分布下的声学共振拖曳不稳定性，发现现实尺寸分布将单分散极限下 ∝ √μ 的快速扰动增长减缓为 ∝ μ，并稳定了大波数，使其在多分散状态下仍呈指数增长但速度较慢。
2025-03-07 astro-ph.EP astro-ph.GA astro-ph.HE
