Анализ методов расчета траекторий пылевых частиц в газопылевом околозвездном диске | Sciact - CRIS-system of Boreskov Institute of Catalysis

Анализ методов расчета траекторий пылевых частиц в газопылевом околозвездном диске Full article

Journal

Астрономический журнал
ISSN: 0004-6299

Output data

Year: 2017, Volume: 94, Number: 12, Pages: 1033-1049 Pages count : 17 DOI: 10.7868/S0004629917120088

Authors

Стояновская О.П. ¹ , Снытников В.Н. ¹ , Воробьев Э.И. ^2,3

Affiliations

1	Новосибирский государственный университет, Новосибирск, Россия
2	Южный федеральный университет, Ростов-на-Дону, Россия
3	Департамент астрофизики Университета Вены, Вена, Австрия

Funding (4)

1	The Ministry of Education and Science of the Russian Federation	МК-5915.2016.1
2	Russian Foundation for Basic Research	16-07-00916
3	The Ministry of Education and Science of the Russian Federation	3.5602.2017/БЧ
4	Austrian agency for international mobility and cooperation in education, science and research

В работе впервые проведен систематический анализ методов расчета траекторий движения частиц твердой фазы, которые применяются в современных астрофизических кодах для моделирования газопылевых околозвездных дисков. Рассматривается движение тел, скорости которых определяются главным образом трением о газ, то есть для которых время релаксации скорости пыли относительно скорости газа tstop меньше периода обращения или сопоставимо с ним. Методы анализируются с точки зрения их применимости для расчета движения тел малого размера, включая пыль размером менее 1 мкм, сильно связанную с газом. Рассмотрены две модельные задачи, для которых можно количественно оценить отклонение решения, полученного путем численного интегрирования, от аналитического. Приведены экономичные методы первого порядка аппроксимации по времени, которые позволяют избегать дополнительных ограничений на шаг по времени т со стороны трения при расчете движения тел любого размера. Показано, что для условий околозвездного диска погрешность расчета скорости, получаемая при использовании ряда устойчивых методов, становится неприемлемо большой при использовании временно го шага т > tstop. Найдено, что для радиальной миграции тел, которые дрейфуют по орбитам, близким к кеплеровым, асимптотическое приближение, иногда называемое в литературе аппроксимацией коротких времен или приближением малого запаздывания (short friction time approximation, drift flux model), дает относительную погрешность вычисления радиальной скорости, равную St2. Здесь St - число Стокса, равное отношению времени остановки тел к доле периода обращения (динамическому времени) в диске.

Стояновская О.П. , Снытников В.Н. , Воробьев Э.И.
Анализ методов расчета траекторий пылевых частиц в газопылевом околозвездном диске
Астрономический журнал. 2017. Т.94. №12. С.1033-1049. DOI: 10.7868/S0004629917120088 РИНЦ OpenAlex

Stoyanovskaya O.P. , Snytnikov V.N. , Vorobyov E.I.
Analysis of Methods for Computing the Trajectories of Dust Particles in a Gas–Dust Circumstellar Disk

Astronomy Reports. 2017. V.61. P.1044-1060. DOI: 10.1134/S1063772917120071 WOS Scopus РИНЦ AN OpenAlex

Submitted:	Mar 7, 2017
Accepted:	Jun 28, 2017
Published print:	Dec 1, 2017

Elibrary:	30671415
OpenAlex:	W2890651317

Пока нет цитирований