研究

暖色纸面上,两条弯曲的宇宙线轨迹从蓝色墨云与星光下方经过。

我研究磁化等离子体中的湍流如何将能量传递给宇宙线和冷气体丝状结构,以及能量如何在不稳定的流体界面上输运。

这幅水墨画描绘了宇宙线经过磁化星际云时弯曲的轨迹。

点击下方项目,可了解研究问题、查看图表并探索数值模拟。

稿件已完成 · 2026

多相湍流中丝状结构的加热

星系团中的冷气体丝状结构持续发出 Hα 辐射。磁化湍流能否为它们提供所需的热量?

已发表于《天体物理学杂志》· 2026

剪切驱动湍流中的粒子加速

在湍流剪切层中,粒子一次次受到微小的随机扰动。它们怎样逐渐获得能量,形成高能粒子群?

已发表于 Physical Review Fluids · 2024

火焰中的瑞利–泰勒不稳定性

为什么有些火焰前沿最终形成稳定传播的行波,而另一些却出现不断长大的气泡,进入混沌状态?

模拟程序与计算方法

我用 Athena++ 研究等离子体。在丝状结构的加热模拟中,我们求解含辐射冷却的磁流体力学方程,显式计入电阻率和黏性系数,最高有效网格分辨率为 20483。在粒子加速和宇宙线输运项目中,我们使用 Athena++ 的 MHD-PIC 模块,用磁流体力学描述背景流体,用动理学方法追踪高能粒子。火焰研究采用谱元程序 Nek5000,网格包含 512 × 2304 个谱元,多项式阶数为 N = 9。我们通过 XSEDE 和 ACCESS 项目使用美国国家科学基金会资助的计算资源,并用 Python 分析模拟结果。

火焰研究的模拟配置、分析程序和绘图脚本已按 GPL-3.0 许可协议发布于 Zenodo,DOI 为 10.5281/zenodo.13750992。