حضور فوران در جریان های برافزایشی از طریق شواهد مشاهداتی و شبیه سازی های مغناطوهیدرودینامیکی یا به اختصار mhd‎‎‎ تأیید شده است. در این تحقیق جریان های برافزایشی با غلبه ی پهن رفت را در حضور فوران و میدان مغناطیسی سمتی بررسی می کنیم. علت اتلاف انرژی در سیال، وشکسانی و مقاومت اهمی است که درنتیجه ی تلاطم به وجود آمده اند‎.‎ هم چنین فرض می کنیم، پخشندگی مغناطیسی و وشکسانی سینماتیک ثابت نیستند و با مکان تغییر می کنند. برای توصیف وشکسانی از مدل آلفا استفاده می شود. فوران در قرص های برافزایشی مانند چاهکی برای جرم، تکانه زاویه ای و انرژی عمل می کند. یعنی بخشی از جرم، تکانه زاویه ای و انرژی را به خارج از سیستم حمل می کند.‎‎‎‎‎ ‎‎‎برای حل معادلات انتگرالی حاکم بر رفتار جریان برافزایشی در حضور فوران، از روش خود مشابهی استفاده می کنیم. حل ها نشان می دهند که هر چه فوران قوی تر باشد، قرص سریع تر چرخیده و سردترمی شود. از طرفی افزایش پخشندگی مغناطیسی، باعث کاهش چگالی سطحی و سرعت چرخش سیال می شود. درحالی که سرعت شعاعی و دما با پخشندگی مغناطیسی افزایش می یابند. مطالعه ی مدل حاضر، بیان می کند که با قوی ترشدن میدان مغناطیسی، قرص سریع تر چرخیده، داغ تر می شود و سریع تر برافزایش می کند‎;‎ اما چگالی سطحی کاهش می یابد. ضخامت قرص با افزایش میدان مغناطیسی یا مقاومت بیشتر شده، در حالی که با خروج بیشتر جرم و انرژی از طریق باد، نازک تر می گردد.‎‎‎‎‎‎

هدف از انجام این رساله تحقیق اثر میدان های مغناطیسی بر دینامیک ابرهای مولکولی رشته ای مغناطیده می باشد. ما برای انجام این کار، ابر مولکولی رشته ای با تقارن استوانه ای که دارای دو مولفه ی سمتی و محوری میدان مغناطیسی می باشد، درنظرمی گیریم. در مقایسه با کارهای انجام شده ی قبلی، مهمترین ویژگی این کار تحلیل به روش خودمشابهی سیستم بدون تعریف یک تابع ساده برای میدان مغناطیسی و چگالی می باشد. ما اثر میدان مغناطیسی را با دو مولفه ی سمتی و محوری بر فروریزش رشته بررسی می کنیم و نشان می دهیم که میدان مغناطیسی اثری ترمزی بر فروریزش دارد. با افزایش شدت میدان مغناطیسی، سرعت فروریزش کاهش می یابد که سازگار با مطالعات قبلی می باشد. ما بدست آوردیم که میدان مغناطیسی با نزدیک شدن به نواحی مرکزی رشته، تمایل به هم جهت شدن با محور رشته را دارد. همچنین اندازه و جهت میدان مغناطیسی به اندازه و جهت میدان مغناطیسی در نواحی بیرونی بستگی دارد. علاوه بر این نشان دادیم که هر چقدر انرژی بیشتری از رشته خارج شود، سرعت فروریزش افزایش می یابد.

رده ای از جریان های برافزایشی وجود دارند که در آن ها گاز نمی تواند انرژی گرمایی خود را در کمتر از زمان برافزایش تابش کند. این گونه از جریان های برافزایشی به جریان های برافزایشی با تابش ناکارآمد یا ‎riafs‎ شهرت یافته اند. در این تحقیق قصد داریم پدیده ی همرفت را در این گونه از جریان های برافزایشی با حضور میدان مغناطیسی مورد مطالعه قرار دهیم. ابتدا معادلات مغناطوهیدرودینامیک با حضور اغتشاشات را برای یک جریان برافزایشی مغناطیده حل کرده و به معادله ی پاشندگی رسیدیم. به منظور مطالعه ی همرفت رده ای از جریان های برافزایشی غیر تابشی تحت غلبه همرفت یا ‎$ cdafs $‎ را در نظر گرفته ایم. شبیه سازی های هیدرودینامیکی حاکی از آن است که در این گونه از جریان های برافزایشی تکانه زاویه ای ایجاد شده از اغتشاشات همرفتی باید رو به داخل باشد. مطالعه ی حاضر شان می دهد که در قرص های برافزایشی کپلری و غیر کپلری تحت غلبه ی همرفت با حضور میدان مغناطیسی عموماً تکانه زاویه ای به سمت بیرون انتقال می یابد. هم چنین با بررسی میزان رشد ناپایداری در این گونه از قرص های برافزایشی از نمودار ها مشخص است که میزان رشد ناپایداری در قرص های کپلری و غیر کپلری رفتار مشابهی دارد؛ ولی با افزایش سرعت چرخش میزان رشد افزایش پیدا می کند. شار تکانه زاویه ای یعنی ‎$ t_{rphi} $‎ نیز در قرص های برافزایشی کپلری و غیر کپلری در مقادیر مختلف طول موج مقادیر متفاوتی دارد به طوری که بیشترین انتقال تکانه زاویه ای به سمت بیرون مربوط به قرص های ابرکپلری می باشد.

ما در این تحقیق به بررسی اثر همرفت در سیال های برافزایشی با تابش ناکارامد درحضور مقاومت و میدان مغناطیسی چنبره ای می پردازیم. ما اثر همرفت را روی جابجایی اندازه حرکت زاویه ای و انرژی مورد بررسی قرار می دهیم. ما دو حالت را برای همرفت در سیال های با تابش ناکارامد تحت تاثیر میدان مغناطیسی و مقاومت در نظر می گیریم: 1.پارامتر همرفت را به عنوان یک پارامتر آزاد در نظر می گیریم، 2. پارامتر همرفت را با استفاده از نظریه اختلاط تعریف می کنیم. ما از روش خودمشابهی برای حل معادلات جامع حاکم بر رفتار سیستم استفاده می کنیم. معادلات نشان می دهند که سرعت برافزایش و سرعت زاویه ای با زیاد شدن پارامتر همرفت کاهش پیدا می کنند، در حالی که سرعت صوت افزایش پیدا می کند. به علاوه با استفاده از نظریه اختلاط در پارامتر همرفت، به این نتیجه می رسیم که همرفت در سیال های با تابش ناکارامد با در نظر گرفتن میدان مغناطیسی و مقاومت، نقش مهمی را بازی می کند.

اهمیت ‏سرمایش در ساختار و تحول قرص های برافزایشی خودگرانش از طریق شبیه سازی های مستقیم عددی مورد تأیید قرار‎ گرفته است. ما در این پژوهش یک مطالعه ی دو بعدی بر روی قرص های برافزایشی خودگرانشی‎‎ را برای بررسی اثرات آهنگ سرمایش در ساختار این قبیل از قرص های برافزایشی ارائه می دهیم. ‏این قرص با استفاده ‎‎از ‎‏یک‏ توصیف پارامتری ساده ی (de /dt)_cool=(-e)_cool) مربوط به تابع سرمایش‏، سرد می شود که e انرژی داخلی و cool مقیاس زمانی سرمایش است. مقیاس زمانی سرمایش در واحد مقیاس زمانی دینامیکی (dyn‎]) به صورت cool=β ‎است‎ که β یک پارامتر آزاد است. فرض می شود که‏ ساز و کار اتلاف انرژی در قرص ناشی از تلاطم وشکسان باشد و برای ضریب سینماتیکی وشکسانی دستورالعمل اعمال می شود. ‎‎‏برای مطالعه ی پایداری گرانشی قرص خودگرانشی‏ از پارامتر تومره استفاده می کنیم. برای ‎‎‏به دست آوردن وابستگی عرضی متغیرهای فیزیکی‏،‎‎ وابستگی شعاعی متغیر های فیزیکی ‏را از طریق استفاده از روش خودمشابهی و حل عددی معادلات به دست آوردیم. جواب ها نشان می دهد که سرعت شعاعی قرص برافزایشی در تمام شعاع ها زیر کپلری است؛ به هر حال این قرص وابسته به مقدار پارامترهای α و ‎ β ‎‏ا‎ست و تنها در مناطق نزدیک به صفحه ی استوایی‏، حتی می توا‎ند به صورت ابر کپلری هم دوران کند. ضخامت ‏قرص با افزایش مقدار هر دو پارامتر α و β، افزایش می یابد، به دلیل این که باعث افزایش دمای گاز شده و در نتیجه نیروی عمودی گرادیان فشا‎ر‎ افزایش می یابد. وابستگی چگالی گاز به پارامتر های α و β،‎‎ دو منطقه را در قرص برافزایشی مشخص می کند. در منطقه ی اول (85≥ θ ≥95) با‎ اضافه کردن این پارامتر ها‏، چگالی جرمی کاهش می یابد. اما در منطقه ی دوم‏، در نواحی با عرض جغرافیایی بالاتر (85≥θ95≥θ)‏، چگالی جرمی با مقادیر پارامتر های α و β فزایش می یابد.

‏در این تحقیق به مطالعه ی دینامیک یک قرص برافزایشی نازک‏، متقارن و پایا پیرامون یک ستاره ی مغناطیسی چرخان می پردازیم.از آن جایی که پخشندگی هال ناشی از میدان های مغناطیسی نقش موثری در دینامیک قرص های برافزایشی ایفا می کند‏، مدل حاضر را در حضور اثرات هال مورد مطالعه قرار می دهیم. با این فرض که انتقال تکانه ی زاویه ای در سراسر قرص نتیجه ای از وشکسانی تلاطمی است و با استفاده از الگوی‎‎ آلفا برای ضریب وشکسانی جنبشی دریافتیم که پخشندگی هال دارای سازوکار مهمی در پلاسمای در حال برافزایش اطراف ستاره های نوترونی می باشد. ‏به طور کلی حضور میدان های مغناطیسی باعث انحراف سرعت زاویه ای قرص از مقدار کپلری می گردد. علاوه بر این‏، در نتیجه ی برهم کنش مولفه ی دوقطبی میدان مغناطیسی ستاره ی نوترونی و گاز در حال برافزایش دو مولفه ی شعاعی و چنبره ای میدان مغناطیسی در قرص ایجاد خواهد شد. اما اثر هال در نواحی داخلی قرص دارای اهمیت می باشد. به طوری که باعث افزایش جفت شدگی میدان مغناطیسی ستاره ی نوترونی و قرص می شود و در نتیجه سرعت زاویه ای قرص را کاهش می دهد. هم چنین میدان چنبره ای ایجاد شده در قرص افزایش می یابد‏، این در حالی است که مولفه ی شعاعی آن متناسب با مقدار پخشندگی هال کاهش می یابد.

در این پژوهش ساختار جریان های برافزایشی با تابش ناکارآمد مغناطیده را در حضور همرفت و فوران مورد بررسی قراردادیم که انگیزه ی آن عدم مطالعه همزمان همرفت وفوران در سیستم های با تابش ناکارآمد می باشد. برای مطالعه این مدل از مطالعات مغناطوهیدرودینامیک در مختصات استوانه ای استفاده نموده ایم. حل این دسته از مطالعات دشوار می باشد. بنابراین با استفاده از فرضیات ساده کننده و روش خودمشابهی معادلات حاکم بر سیستم را حل نمودیم. مطالعه مدل حاضر بیان می کند که با قوی تر شدن میدان مغناطیسی، قرص سریع تر می چرخد. خنک تر می شود و نیز سریع تر برافزایش می کند. نتایج بدست آمده از نمودارهای مربوط به فوران نشان می دهد که سرعت فروریزش و سرعت چرخشی با افزایش مقدار فوران افزایش می یابد و قرص سریع تر می چرخد. درحالیکه سرعت صوت کاهش می یابد. از بررسی نمودارهای مربوط به همرفت با درنظرگرفتن g<0 در می یابیم که افزایش همرفت باعث کاهش سرعت صوت و سرعت فروریزش شعاعی می شود. درحالیکه سرعت چرخشی افزایش می یابد.

حضور فوران در جریان های برافزایشی از طریق شواهد مشاهداتی و شبیه سازی های مغناطوهیدرودینامیک تایید شده است. در این تحقیق به مطالعه ی دینامیک قرص های برافزایشی نازک، متقارن و پایا پیرامون یک ستاره ی مغناطیسی چرخان در حضور فوران می پردازیم.انگیزه ی آن عدم مطالعه ی ساختار قرص ها در این نمونه از سیستم ها در حضور فوران می باشد. در این کار فرض کردیم که انتقال تکانه زاویه ای ناشی از تلاطم وشکسانی است و با استفاده از الگوی‎alphaبرای ضریب وشکسانی جنبشی دریافتیم که اثر فوران دارای سازوکار مهمی در پلاسمای در حال برافزایش اطراف ستاره های نوترونی می باشد. حل هانشان می دهند که هرچه فوران قوی تر باشد‏، سرعت چرخش و مولفه ی چنبره ای میدان کاهش می یابد و تابع وشکسانی افزایش خواهد داشت. نتایج بدست آمده از نمودارهای مربوط به خروج تکانه ی زاویه ای توسط باد نشان می دهد سرعت زاویه‎ای و مولفه ی چنبره ای با افزایش مقدار خروج تکانه ی زاویه ای کاهش می یابد و تابع وشکسانی افزایش می یابد. در نهایت با افزایش میدان مغناطیسی جسم مرکزی مشاهده می شود که سرعت زاویه ای و مولفه ی چنبره ای میدان کاهش و تابع وشکسانی افزایش می یابد.

در این پایان نامه تحول زمانی جریان برافزایشی در حضور میدان چنبره ای مغناطیسی در دو مدل پلی تروپ و غلبه پهن رفت مورد تحقیق قرار گرفته است. در مدل پلی تروپ، معادله پلی تروپ را جایگزین معادله انرژی نموده ایم، ولی در مدل با غلبه پهن رفت معادله انرژی را مورد استفاده قرار می دهیم. در مدل با غلبه ی پهن رفت جریان دارای بازده تابندگی خوبی نمی-باشد و کسری از انرژی تولید شده توسط فرآیندهای اتلافی در سیال محبوس می شود و با مواد بر روی جسم مرکزی برافزایش می کند. در هر دو مدل فرض کرده ایم که تلاطم وشکسانی عهده دار انتقال تکانه ی زاویه ای می باشد و توصیف آلفا را برای ضریب سینماتیک وشکسانی انتخاب نموده ایم. معادلات جریان برافزایشی در یک مدل یک بعدی حل شده اند که از وابستگی ارتفاعی جریان چشم پوشی شده است. ما به منظور حل معادلات حاکم شده بر رفتار دینامیکی جریان برافزایش، روش خود مشابهی را استفاده کرده ایم. پاسخ خود مشابهی بدست آمده چندین بینش در دینامیک جریان برافزایشی فراهم می آورد و از محدودیت های خود مشابهی ایستا اجتناب می کند. اثر میدان مغناطیسی چنبره ای با یک متغیر اضافی β= pmag/pgasاست، کهpmag و pgas به ترتیب فشار مغناطیسی و فشار گاز می باشند. همچنین برای بررسی اثر پهن-رفت بر روی چنین سیستم هایی پارامتر را تعریف نموده ایم که بیان کننده کسری از انرژی است که با مواد بر روی جسم مرکزی برافزایش می کند. پاسخ های بدست آمده در هر دو مدل یک نقطه حول صوتی را نشان می دهند که این نقطه بطور چشمگیری با قوی تر شدن میدان مغناطیسی چنبره ای به جسم مرکزی نزدیکتر می شود، درحالیکه پارامتر پهن رفت اثری جزئی بر روی آن دارد. همچنین با قویتر شدن میدان مغناطیسی و افزایش پارامتر ابعاد قرص کاهش می یابد و قرص فشرده می شود. در مدل پلی تروپ بصورت تحلیلی نشان داده شده است که سرعت شعاعی تابعی از سرعت آلفن می باشد. در مدل پلی تروپ جریان دارای چرخش دیفرانسیلی می باشد و در تمامی شعاع ها زیرک‍پلری است. در مدل جریان برافزایش با غلبه پهن رفت نیز جریان دارای چرخش دیفرانسیلی می باشد و در نواحی داخلی زیرکپلری و در نواحی خارجی ابرکپلری می باشد.