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题名	大质量恒星中的半对流及其对恒星结构演化的影响
作者	丁彩云
学位类别	博士
答辩日期	2014-05-29
授予单位	中国科学院研究生院（云南天文台）
授予地点	北京
导师	李焱
关键词	大质量恒星 对流 扩散 中心对流超射 半对流
其他题名	Convection in massive stars and its influence on the structure and evolution of stars
学位专业	天体物理
中文摘要	大质量恒星内部对流特征与中小质量恒星有很大不同。在中小质量星的主序阶段，恒星是由对流核、辐射平衡壳层以及处于它们中间的辐射平衡中间层组成，这个中间层的化学元素分布不均匀。然而在大质量恒星主序阶段，这个化学元素分布不均匀区域会出现“半对流”现象。在本文中，我们采用史瓦西（Schwarzchild）方法和勒都（Ledoux）方法这两种不同的方法来分别处理15M⊙和30M⊙恒星的“半对流”和对流超射。这两种方法的不同之处在于对流边界以及熵梯度所采用的公式不同：当采用史瓦西方法时，熵梯度sc r=pHp(ad)；当采用勒都方法时，熵梯度s r=cpHp(adμ)。中心核对流超射与中间区域中的“半对流”被当成一个整体进行处理。通过计算，我们发现，中心核对流超射与“半对流”所呈现的发展趋势几乎相反，当中心核对流超射增强的时候，“半对流”将减弱，反之亦然。本文通过模型计算，分析了不同参数以及不同对流处理方法对中心核超射区以及“半对流”区的湍流特征的影响。增大湍流模型中混合长参数α导致中心对流核的湍动能增加，并且使中心对流超射距离增加，但是会抑制“半对流”的发展。采用勒都方法来处理湍对流将使超射距离增加并抑制“半对流”的出现和发展。同时，本文用扩散过程模拟近似对流超射及“半对流”对元素分布的影响。本文引用一个扩散参数D来控制对流超射以及“半对流”对元素分布的影响程度。这不同于别的研究者们采用不同参数来分别处理对流超射以及“半对流”区的元素扩散过程。湍流元素扩散混合对化学元素分布演化以及H-R图的影响在本文中也得以体现。
英文摘要	In massive stars, the convection in the interior is different from that of intermediate and small mass stars. In the MS(Main Sequence) phase of small mass stars, there is a convective core and a radiative envelope, between which is the radiative intermediate layers with uneven chemical abundances. Semi-convection would occur in the intermediate layers between the convective core and the homogeneous envelope in massive stars. In the present paper, the Schwarzschild method and the Ledoux method are used to process the semi-convection and core overshooting for $15M_{\bigodot}$ and $30M_{\bigodot}$ stars. Different entropy gradient is used when adopting the Schwarzschild method and the Ledoux method which are used to confine the convective boundary and to calculate the turbulent quantities: $\frac{\partial \overline{s}}{\partial r}=-\frac{c_{p}}{H_P}(\nabla-\nabla_{\rm ad})$ when the Schwarzschild method is adopted and $\frac{\partial \overline{s}}{\partial r}=-\frac{c_{p}}{H_P}(\nabla-\nabla_{\rm ad}-\nabla_{\mu})$ when the Ledoux method is adopted. Core convective overshooting and semi-convection are treated as a whole part and the development of them are found to present nearly opposite tendency, more intensive core convective overshooting lead to weaker semi-convection. The influences of different parameters and the convection processing methods on the turbulent quantities are analyzed in this paper. Increasing the mixing-length parameter $\alpha$ leads to more turbulent dynamic energy in the convective core and prolonging the overshooting distance but depressing the development of semi-convection. The hydrodynamic diffusion process is used to model the convective mixing. In this two processes, we introduce one diffusive parameter D, which is different from other authors introducing different parameters for the two regions. The influences of the turbulent diffusion process on the chemical evolution and other quantities of the stellar structure are shown in the present paper.
语种	中文
学科主题	天文学
页码	69
内容类型	学位论文
源URL	[http://ir.ynao.ac.cn/handle/114a53/5339]
专题	云南天文台_恒星物理研究组
推荐引用方式 GB/T 7714	丁彩云. 大质量恒星中的半对流及其对恒星结构演化的影响[D]. 北京. 中国科学院研究生院（云南天文台）. 2014.

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