Strålingsdynamikk

Strålingsdynamikk er studiet av hvordan stråling og materie påvirker hverandre slik at energi og bevegelse i et system endres. Det ligger i skjæringspunktet mellom radiative transfer og fluiddynamikk og brukes ofte i astrofysiske og planeteriskrelaterte sammenhenger, samt i laboratorieplasmer og andre optiske systemer hvor stråling har en betydelig dynamisk effekt.

Grunnleggende konsept er radiative prosesser som utslipp, absorpsjon og spredning, som kan varme eller kjøle materien og samtidig utøve strålingstrykk som virker på fluiden. Interaksjonen beskrives gjennom radiative overføringsligning og avhenger av opasiteter og emissiviteter som varierer med sammensetning og temperatur. I praksis kobles strålingsfeltet til hydrodynamikkens bevaringslover (masse, momentum og energi) gjennom kildebegreper i energiligningen og bevegelseslikningen. Tilnærminger som diffasjons- eller flux-limited diffusive metoder brukes i optisk tette områder, mens mer detaljerte transportmodeller eller Monte Carlo-teknikker benyttes i områder med kompleks strålingsatferd. Momentmetodikk (for eksempel M1) er en vanlig mellomting.

Anvendelser omfatter astrofysikk, der strålingsdynamikk styrer stellars indre struktur, atmosfærer, akkresjonsdisker og eksplosive hendelser som supernovaer; planetære atmosfærer og klimafysikk, hvor stråling bestemmer energibalanse og vær; laboratorieplasmer og inertial confinering, der laser–plasmapåkjenning påvirker dynamikken; og konseptet med strålingstrykk i romfartøy som solseil. Fagfeltet innebærer både numeriske simuleringer og tolkning av observasjoner som spektra og lysskifter for å konstrainere modellene.