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计算天体物理
等离子体与流体动力学

密歇根大学天文学系
mgxnliu@umich.edu

刘明轩 Mingxuan Liu

密歇根大学天文学系 · 博士候选人

我在密歇根大学天文学系读博,目前是三年级博士候选人,导师是 Mateusz Ruszkowski。我研究等离子体天体物理,关注湍流、磁场和宇宙线如何在星系与星系团中传递能量,以及这些过程如何影响其中的气体。

我的研究主要依靠数值模拟。一项工作研究剪切流驱动的湍流如何加速粒子,成果于 2026 年发表在《天体物理学杂志》(ApJ)。在最近完成的多相湍流研究中,我们发现欧姆耗散和黏性耗散将热量集中沉积在冷气体细丝中,有助于星系团核心的这部分气体维持在 104 K 附近。我刚开始的另一项研究关注宇宙线输运。宇宙线与气体的耦合强度取决于散射率。现有的反馈模型通常需要预设这个量,我希望通过模拟直接测量它。

本科期间,我在埃默里大学跟随 Elizabeth P. Hicks 研究瑞利–泰勒不稳定性对火焰的影响。大一时,我翻译了珍娜·莱文的《黑洞旅行指南》,中译本于 2022 年出版,豆瓣评分为 8.6。我也在密歇根大学担任天文学入门课的助教,家里还有一只叫香草的哈士奇。

研究兴趣包括等离子体天体物理、磁流体力学、宇宙线加速与输运、湍流、多相气体、流体动力学不稳定性、数值方法、高性能计算和物理信息神经网络。

近况

我们关于剪切驱动的磁化湍流中粒子加速的论文发表于《天体物理学杂志》。
2026 年 5 月
通过博士资格考试,正式成为博士候选人,并在攻读博士期间获得了天文学理学硕士学位。
2025 年 12 月
读博期间的第一篇论文已在 arXiv 上公开:arXiv:2512.12720。
2025 年 7 月
7 月 9 至 11 日,在威斯康星大学麦迪逊分校举办的2025 年美国中西部磁场研讨会上,以海报形式介绍了剪切驱动的粒子加速。
2024 年 11 月
我们关于双模耦合如何影响瑞利–泰勒不稳定火焰的论文发表于 Physical Review Fluids。
毕业于埃默里大学,获物理学(天文学方向)和信息学两个理学学士学位。
2023 年 11 月
在华盛顿特区举行的美国物理学会流体力学分会第 76 届年会上作口头报告。
2022 年 6 月
我翻译的珍娜·莱文著作《黑洞旅行指南》由湖南文艺出版社出版。

研究方向

这些课题都围绕同一个问题:流体或等离子体原本有序的运动如何变得紊乱?它的能量最终去了哪里?