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湍对流模型在太阳中的应用以及密度反转的问题

作　者: 张钱生
导　师: 李焱
学　校: 中国科学院研究生院（云南天文台）
专　业: 天体物理
关键词: 太阳模型混合长理论温度梯度模型参数振动频率对流区恒星内部扩散系数密度湍流对流
分类号: P182
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

在处理恒星内部对流问题上,湍对流模型相比经典的混合长理论有很多优越性,考虑了很多被混合长理论忽略了的效应。湍对流模型包含一组参数,它们决定了湍对流的性质,是至关重要的。湍对流模型本身并不给出它们的值,虽然有流体力学实验给出的经验值,但是恒星内部的物理条件与地面实验室大不相同,在研究恒星内部对流时这些值并不一定是很好的选择。本论文的主要目标就是要得到能够在恒星中适用的湍对流模型参数。为了实现这一目标,我们以太阳为研究对象,计算不同湍对流模型参数下太阳模型及其p-模式振动频率并与观测值对比,从而估计湍对流模型参数的取值范围。我们发现,选取合适的湍对流模型参数以后,p-模式振动频率的误差在全频率段都比使用混合长理论时要小30%以上。本论文中还讨论了密度反转的现象。由于密度反转时势能为极大值,这种现象是不稳定的。本文讨论了密度反转现象出现的物理原因和条件,给出了这种现象发生的判据▽＞▽_ρ,它只有可能发生在超绝热对流区中。湍对流模型参数对温度梯度▽产生影响,我们计算了一些恰好出现密度反转的临界参数下的太阳模型,发现是否出现密度反转主要取决于湍对流模型参数中的扩散系数的大小。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-5
符号表  5-7
目录  7-8
第一章引言  8-10
第二章湍对流模型介绍  10-19
  2.1 二阶矩方程  10-14
  2.2 模型化假设以及其它近似  14-19
第三章计算方法和输入物理  19-27
  3.1 工作思路  19-21
  3.2 湍对流模型恒星结构方程组的解法  21-22
  3.3 两端点第一类边界条件二阶常微分方程组数值解法  22-24
  3.4 利用光度和半径标定太阳模型的问题  24-25
  3.5 形式未知的方程组数值解法  25-27
第四章采用湍对流模型的太阳模型  27-35
  4.1 湍对流模型太阳模型的p-模式振动频率  27-30
  4.2 湍对流模型太阳模型与混合长太阳模型的对流区结构对比  30-34
  4.3 湍对流模型参数的取值范围的估计  34-35
第五章关于密度反转的问题的研究  35-44
  5.1 密度反转  35-36
  5.2 出现密度反转的物理原因  36-40
  5.3 出现密度反转的湍对流模型临界参数  40-44
结论和展望  44-46
参考文献  46-49
发表文章目录  49-50
致谢  50

湍对流模型在太阳中的应用以及密度反转的问题

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