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Sandbox Physics

分子云

分子云的引力与磁支撑

一片受压气体可以回弹,也可以继续聚集。先从图景出发,再推导波的运动,最后检验数值分辨率与恒星质量尺度。

  1. L1

    为什么冷气体仍会聚成团

    冷气体仍有压力。压缩能否继续,取决于压力推回气体的速度与自身引力;从回弹和聚集两种图景理解Jeans尺度。

  2. L1

    Jeans尺度怎样分开振荡与增长

    从连续性、压力和Poisson方程推导Jeans色散关系,再算增长率、初始速度和球形Jeans质量。

  3. L2

    磁场支撑为什么要看方向

    沿磁场压缩与横过磁场压缩不同。从连续性、感应和磁力推导线性模态,计算不同方向上的Jeans增长。

  4. L3

    网格何时已经分不清塌缩

    从单元平均与质量通量出发,比较网格、时间步和独立伪谱方法;用实际失败解释局部Jeans停止规则。

  5. L3

    从官方Jeans算例重走一遍

    读固定版本Athena原生输入,恢复三维波向量,复算稳定与增长模,再检查自己的二维气体与分辨率。

  6. L4

    一种质量收敛了,整条IMF就可靠吗

    逐图读Guszejnov 2020 v1的分辨率结果,区分质量加权中位数、按颗数分布与真实恒星质量函数。

来源与计算范围

  1. Chandrasekhar & Fermi 1953, Problems of Gravitational Stability in the Presence of a Magnetic Field

    第V节,第138至141页,式158至173。原文采用绝热声速导数和高斯磁单位;章节另行说明等温导数与国际单位归一化。链接原文,不重发受限许可论文。

  2. Athena++ native Jeans input and regression at commit 053bc738d5c85dac717326b4338b34c7db4e715d

    完整BSD-3-Clause小成员包括原生输入、Jeans初值源码和稳定/不稳定引力回归脚本。教程计算等价的一阶傅里叶模,没有编译或运行Athena。

  3. Federrath & Klessen 2012, arXiv:1209.2856v1

    固定v1,第2.2/2.4、3.1至3.3与7节:三维等温受驱磁流体、吸积粒子判据,以及统计磁压近似的适用范围。气体片段计算没有加入这些驱动、粒子或数值发电机条件。

  4. Guszejnov et al. 2020, Can magnetized turbulence set the mass scale of stars? arXiv:2002.01421v1

    固定v1,第2至4节、图8至10、式8至11/17/22至23。分别阅读质量加权百分位与按颗数分布。图8模型名配对和近似量纲例子按上下文保留,没有自行替作者勘误。

  5. Molecular-cloud Jeans standalone scientific reproduction

    独立有限体积与过采样伪谱计算、Jeans解析参照和完整线性磁流体参照,含十个支持病例、固定长时病例、官方小输入及原始失败。安装普通Python依赖后,默认重放会离线实际重算科学步骤。

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