3D hydrodynamic simulations of massive main-sequence stars – I. Dynamics and mixing of convection and internal gravity waves
Notice bibliographique
Résumé
ABSTRACT We performed 3D hydrodynamic simulations of the inner $\approx 50{{\ \rm per\ cent}}$ radial extent of a $25\,\,\mathrm{\mathrm{M}_\odot }$ star in the early phase of the main sequence and investigate core convection and internal gravity waves in the core-envelope boundary region. Simulations for different grid resolutions and driving luminosities establish scaling relations to constrain models of mixing for 1D applications. As in previous works, the turbulent mass entrainment rate extrapolated to nominal heating is unrealistically high ($1.58\times 10^{-4}\,\,\mathrm{\mathrm{M}_\odot \, {\mathrm{yr}}^{-1}}$), which is discussed in terms of the non-equilibrium response of the simulations to the initial stratification. We measure quantitatively the effect of mixing due to internal gravity waves excited by core convection interacting with the boundary in our simulations. The wave power spectral density as a function of frequency and wavelength agrees well with the GYRE eigenmode predictions based on the 1D spherically averaged radial profile. A diffusion coefficient profile that reproduces the spherically averaged abundance distribution evolution is determined for each simulation. Through a combination of eigenmode analysis and scaling relations it is shown that in the N2-peak region, mixing is due to internal gravity waves and follows the scaling relation DIGW-hydro ∝ L4/3 over a $\gtrapprox 2\,\,\mathrm{\mathrm{dex}}$ range of heating factors. Different extrapolations of the mixing efficiency down to nominal heating are discussed. If internal gravity wave mixing is due to thermally enhanced shear mixing, an upper limit is $D_\mathrm{IGW}\lessapprox 2$ to $3\times 10^{4}\,\,\mathrm{cm^2\, s^{-1}}$ at nominal heating in the N2-peak region above the convective core.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».