黑洞吸积盘径向参量的演化

利用黑洞吸积盘演化的基本方程组 ,在纯吸积情况下 ,求得了薄、厚吸积盘及一般厚吸积盘的黑洞视界半径rH的演化方程 .证实了中心黑洞与吸积盘相互影响的基本性质 ,并得到一些新的结果 .黑洞视界半径rH演化并非完全单调 ,其演化特性与吸积盘的类型有关 :对于薄盘 ,rH单调递增 ;对于临界厚盘 ,rH先增后减 ;对于一般厚盘 ,rH先增后减再递增 .还讨论了吸积盘内边缘与黑洞视界间隔的演化 .     

正则静态黑洞的薄吸积盘

依照Penrose的宇宙检察猜想,自然界不存在裸奇性.所以,值得进一步考虑的是自然界根本不存在奇性.讨论了没有奇点的正则黑洞,并研究史瓦西黑洞和正则黑洞在天体物理学中的区别.研究围绕正则黑洞的薄吸积盘,比较了不同正则黑洞之间薄吸积盘的能量通量,辐射温度和吸积效率.结果显示,正则黑洞薄吸积盘内的相互作用比史瓦西的更加强.此外,随着正则黑洞质量不断地减少,薄吸积盘会更有效地消耗能量.这些特征提供了一种区分出正则黑洞的可能性.     

黑洞吸积盘径向参量的演化

利用黑洞吸积盘演化的基本方程级,在纯吸积情况下,求得了薄、厚吸积盘及一般厚吸积盘的黑洞视界半径ｒＨ的演化方程。证实了中心黑洞与吸积相互影响的基本性质,并得到一些新的结果。黑洞视界半径ｒＨ演化并非完全单调,其演化特性与吸积盘的类型有关：对于薄盘,ｒＨ单调递增;对于临办厚盘,ｒＨ抚增后减;对于一般厚盘,ｒＨ先增后减再递增。还讨论了吸积盘内边缘与黑洞视界间隔的演化。     

薄吸积盘的不稳定性研究

采用修正的粘滞律ｖ＝２／３ａＣｓＨ（Ｐｇ／Ｐ）＾ｍ和多方物态过程Ｐ＝Ｋρ＾１＋１／ｎ研究吸积盘内、外区的不稳定性、运用微扰方法导出色散方程，得到了色散方程的解析解，分析了盘的不稳定性。结果表明：吸积盘中存在两种振荡模式，一种为粘滞模式，另一种为声模式。其中粘滞模式是稳定的，声模式是不稳定。     

磁场从黑洞吸积盘提取能量的解析模型

提出了一种磁场提取黑洞吸积盘能量的解析模型,其中涉及到3种能量机制: (1) Blandford-Znajek (BZ)与连接黑洞与天体物理负载的开放磁力线有关, (2) 磁耦合(MC)过程与连接黑洞与盘负载的闭合磁力线有关, (3) DL过程与连接吸积盘与天体物理负载的开放磁力线有关.利用等效电路导出上述能量机制的电磁功率和力矩表达式.此外还讨论了这个模型潜在的天体物理应用.     

弱磁化等温吸积盘脉动不稳定性

在不引入粘滞律的条件下详细讨论了弱磁化等温吸积盘对各种扰动形式所表现的不稳定性．结果表明,径向扰动能与环向扰动和垂向扰动相耦合,产生不同类型的脉动不稳定振荡模式．这些结果不仅对进一步理解脉动不稳定性与活动天体的光变现象的联系有理论意义,而且在某种程度上对Ｂａｌｂｕｓ和Ｈａｗｌｅｙ等人提出的弱磁场与吸积盘中湍流粘滞有关联的解释是一种支持与补充．     

反常粘滞吸积薄盘的稳定结构

根据描述吸积盘的流体动力学方程,给出无磁场情况下的质量、动量和能量守恒方程。在所给定方程的基础上,利用新的反常粘滞计算了黑洞周围吸积盘内区的结构。数值结果表明盘内区的气体不是做开普勒旋转,温度随吸积率变化比较明显,在M=10M_⊙,M ^.=100M ^._E的情况下,吸积盘的最大温度可达到3.35×10⁷K。 同时文中也给出了面密度和径向速度的分布规律。     

弱磁化等温吸积盘脉动不稳定性

在 引入粘滞律的条件下详细讨论了弱磁化等温吸积盘对各种扰菜式所表现的稳定性。     

薄吸积盘近径向扰动不稳定性

本文讨论几何薄光学厚吸积盘轴对称近径向扰动不稳定性,推导了色散关系,运用于标准吸积盘的各个部分。结果表明,扰动波矢轴向分量的存在引起新的不稳定性。     

吸积盘中心黑洞的熵变与 B-Z 过程

分别在薄盘和厚盘两种情况下,详细讨论了纯吸积过程和Ｂ－Ｚ过程中吸积盘中心黑洞的熵变．结果表明,中心黑洞各参量在Ｂ－Ｚ过程中的变化率与在纯吸积过程中的变化率之差与盘结构无关,而且与Ｂ－Ｚ过程的辐射功率成正比．在Ｂ－Ｚ过程中黑洞熵的变化率总是大于纯吸积过程中黑洞熵的变化率,二者之差来自中心黑洞延伸视界上的耗散功率．此外,还讨论了黑洞热力学定律在上述盘吸积过程中的有效性．     

环绕克尔黑洞的电磁场与电荷吸积

相对论天体物理中,由于黑洞附近时空弯曲相当严重,我们可以得到一些在平直时空中难以想象的有趣效应。在克尔旋转黑洞的时空背景中,磁场可以转变为电场,在此基础上,我们将讨论电荷的吸积以及克尔黑洞转变为克尔-纽曼黑洞等问题。     

磁化黑洞吸积盘的统一模型及其放能效率

阐述了一种包括三种放能机制在内的磁化黑洞吸积盘的统一模型，在广义相对论框架中导出满足Max-well方程的磁耦合映射关系，在黑洞基本演化方程的基础上得出描述黑洞演化状态的特征函数，分析了黑洞自转参量演化的平衡点及特征，讨论了统一模型的各参量对磁化黑洞吸积盘放能效率的影响，计算表明，在黑洞视界面磁压满足冲压平衡条件下，黑洞吸积盘的最大放能效率可达44.5%。     

黑洞与磁场的相互作用及能量提取

简述黑洞与磁场的相互作用及能量提取的进展情况及取得的主要成果。     

球对称吸积的数值模拟

黑洞球对称吸积存在稳恒态的亚声速-跨声速解,该解对应最大可能吸积率的稳恒态吸积流.在本文中,我们应用计算流体动力学方法成功得到了跨声速吸积流的整体解.该方法的优点在于,吸积流体从初态沿着时间方向不断推进到稳恒态的过程是物理的、真实的演化过程.另外,计算流体力学方法发展得比较成熟,为我们求解跨声速吸积流提供了非常强大的工具.除了球对称吸积过程,计算流体力学的方法也应该同样适用于求解辐射无效吸积流以及超Eddington吸积流的整体动力学结构.     

活动星系核的演化与吸积率

红移,中心黑洞质量和吸积率是类星体演化的重要参数,通过三种方法计算了405个类星体和Seyfert星系样本的中心黑洞质量,并分析了中心黑洞质量和吸积率的分布,进而验证了：1.类星体-Seyfert星系的演化序列;2.平谱射电类星体（FSRQ）-BL Lac天体-射电星系（RG）的演化序列。