Numerical studies in star formation using smoothed particle magnetohydrodynamics
Description
Our understanding of star formation has improved dramatically since the first theoretical studies of gravitational collapse conducted by Jeans more than 100 years ago. Today we know that most stars form in clusters within cold, dark molecular clouds that are part of the interstellar medium. Moreover, we have a good understanding of the individual physical processes involved in star formation. However, the interplay of the physical processes that ultimately lead to the formation of stars is still largely misunderstood. In this work, the influence of magnetic fields in the formation of individual low-mass stars is investigated. In this work, the numerical method Smoothed Particle Magnetohydrodynamics (SPMHD) is used to study gravitational collapse in the presence of magnetic fields in three-dimensional simulations. While similar studies have been performed with grid-based codes, SPMHD-based methods have been limited to formulations that use potentials instead of the induction equation for the time evolution of the magnetic field. In this work, it was possible for the first time to perform an SPMHD simulation of gravitational collapse with the full equations of ideal magnetohydrodynamics, without affecting the results by numerical instabilities.
Availability note (English)
Available from: https://www.dr.hut-verlag.de/9783843903882.htmlAbstract (German)
Unser Verständnis der Sternentstehung hat sich seit den ersten theoretische Untersuchungen des Gravitationskollapses, die Jeans vor mehr als 100 Jahren durchgeführt hatte, drastisch verbessert. Heute wissen wir, dass die meisten Sterne in Haufen innerhalb von kalten, dunklen Molekülwolken, die Teil des interstellaren Mediums sind, entstehen. Darüber hinaus haben wir ein gutes Verständnis über die einzelnen physikalischen Prozessen, die an der Sternentstehung beteiligt sind. Doch das Zusammenspiel der physikalischen Prozesse, die schließlich zur Entstehung von Sternen führen, ist noch weitgehend unverstanden. In dieser Arbeit wird der Einfluss von Magnetfeldern bei der Bildung einzelner Sterne geringer Masse untersucht. Im Rahmen dieser Arbeit wird die numerische Methode Smoothed Particle Magnetohydrodynamics (SPMHD) verwendet, um den Gravitationskollaps in Anwesenheit von Magnetfeldern in dreidimensionale Simulationen zu untersuchen. Während ähnliche Untersuchungen mit gitterbasierten Codes durchgeführt wurden, waren SPMHD basierte Methoden auf Formulierungen begrenzt, welche Potenziale anstelle der Induktionsgleichung für die Zeitentwicklung des Magnetfelds verwenden. In dieser Arbeit war es zum ersten Mal möglich, eine SPMHD Simulation des Gravitationskollapses mit den vollen Gleichungen der idealen Magnetohydrodynamik durchzuführen, ohne Beeinträchtigung der Resultate durch numerische Instabilitäten.Additional details
Identifiers
Publishing Information
- Publisher
- Dr. Hut
- Imprint Place
- Muenchen (Germany)
- ISBN
- 978-3-8439-0388-2
- Imprint Pagination
- 164 p.
- Series
- Physik
INIS
- Country of Publication
- Germany
- Country of Input or Organization
- Germany
- INIS RN
- 54030526
- Subject category
- S71: CLASSICAL AND QUANTUM MECHANICS, GENERAL PHYSICS;
- Resource subtype / Literary indicator
- Thesis
- Descriptors DEI
- GRAVITATIONAL COLLAPSE; MAGNETIC FIELDS; MAGNETOHYDRODYNAMICS; NUMERICAL ANALYSIS
- Descriptors DEC
- FLUID MECHANICS; HYDRODYNAMICS; MATHEMATICS; MECHANICS