Колесниченко А.В. Некоторые проблемы конструирования космических сплошных сред. Моделирование аккреционных протопланетных дисков

М.: ИПМ им. М.В. Келдыша, 2017. — 372 с. Монография посвящена разработке континуальных моделей турбулентных космических сред, лежащих в основе постановок и численных расчётов задач образования, пространственной структуры и эволюции различных астрофизических объектов (в частности, аккреционных протопланетных дисков). Целью исследования является феноменологическое конструирование сред с усложнёнными физико-химическими характеристиками, при описании которых следует учитывать сжимаемость потока, переменность теплофизических свойств, наличие процессов тепло- и массопереноса, химических реакций, фазовых переходов и излучения, а также воздействие гравитационных и электромагнитных сил. Проблема возникновения и эволюции когерентных вихревых образований в турбулентных течениях рассматривается, исходя из анализа соотношения порядка и хаоса в открытых диссипативных системах, с позиций стохастической теории и нелинейной термодинамики необратимых процессов. Это позволяет значительно расширить возможности численного моделирования разнообразных физических явлений в таких сложных космических средах, какими являются газопылевые аккреционные диски, образующиеся у звёзд различных классов при их дифференциальном вращении вокруг центра тяжести, исследовать их структуру, физико-химические и гидродинамические свойства и временную эволюцию. Изложенный материал представляет интерес для научных работников, аспирантов и студентов старших курсов физико-математических и других естественно-научных и инженерных специальностей. Оглавление
Предисловие научного редактора
Предисловие Основы механики турбулентной газопылевой среды для аккреционного протопланетного диска
Введение
Теоретические предпосылки к моделированию эволюции аккреционного турбулентного диска
Уравнения механики гетерогенных сред для моделирования допланетного газопылевого облака
Уравнения гетерогенной механики для описания турбулентного газопылевого диска
Стационарные движения в турбулентном газопылевом субдиске
Заключение
Литература Термодинамическое конструирование модели МГД турбулентности электропроводящей газовой среды
Введение
Гидродинамические уравнения сжимаемой плазмы
Осреднённые уравнения турбулентного движения в одножидкостном МГД-приближении
Термодинамический вывод определяющих соотношений для турбулентных потоков в электропроводящей среде
Заключение
Литература К моделированию сжимаемой МГД-турбулентности аккреционного протопланетного диска
Введение
Осреднённые уравнения турбулентного движения проводящей среды
МГД-уравнения для аккреционного диска
Модель тонкого протопланетного диска
Заключение
Литература Моделирование процессов образования пылевых фрактальных кластеров в протопланетном облаке
Введение
Характер генерации фрактальных пылевых кластеров в газопылевом диске
Модель образования и динамики пылевых фрактальных кластеров: базовые уравнения
Процессы кластеризации во фрактальной среде
Cтационарная модель эволюции протопланетного диска
Заключение
Литература К теории инверсного энергетического каскада в спиральной турбулентности немагнитного астрофизического диска
Введение
Осреднённые гидродинамические уравнения для описания астрофизической турбулентности
Зеркально-несимметричная турбулентность в диске
Cпектральные законы в спиральной турбулентности
Заключение
Литература Синергетический подход к конструированию модели структурированной турбулентности
Введение
Феноменологическое конструирование модели стационарно-неравновесной турбулентности
Термодинамический вывод уравнений Фоккера-Планка-Колмогорова
Примеры уравнений ФПК, описывающих эволюцию пульсирующих характеристик турбулентного хаоса
Заключение
Литература Модификация в рамках неаддитивной термодинамики критериев гравитационной неустойчивости астрофизических дисков
Элементы формализма деформированной статистики Курадо-Тсаллиса
Исходные уравнения q -гидродинамики
Исследование устойчивости самогравитирующих дисковых систем
Заключение
Литература Заключение