基于蒙特卡罗的高阶相对论辐射流体力学程序

Kyohei Kawaguchi、Sho Fujibayashi和Masaru Shibata
物理学。版次D107,023026–出版日期:2023年1月31日

摘要

我们基于蒙特卡罗算法开发了一个新的相对论辐射流体动力学程序。在这个代码中,我们实现了一个新的方案,以在大数据包数的限制下实现时间上的二阶精度,从而解决物质与辐射之间的相互作用。这种高阶时间积分方案的实现方式是确保能量动量守恒达到测地线积分器的精度。辐射过程的空间依赖性,如包传播、发射、吸收和散射,也被考虑到二阶精度。我们根据之前的研究,通过在固定背景度量上解决各种测试问题来验证我们的代码;单区热化、动力学扩散、辐射拖曳、辐射介导激波管、光学厚度极限中的激波管以及Eddington极限问题。我们证明了我们的代码以合理的精度再现了物理上适当的结果,并证明了我们对单区和一维问题的实现确实实现了时间和空间上的二阶精度。

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  • 收到日期:2022年9月26日
  • 2023年1月9日接受

内政部:https://doi.org/10.103/PhysRevD.107.023026

©2023美国物理学会

物理学科标题(PhySH)

引力、宇宙学和天体物理学

作者和附属机构

Kyohei Kawaguchi公司

  • 东京大学宇宙射线研究所,日本千叶县卡什瓦县卡什瓦诺哈5-1-5号,邮编:277-8582;日本京都大学汤川理论物理研究所引力物理和量子信息中心,邮编:606-8502

藤林修(Sho Fujibayashi)

  • 马克斯·普朗克引力物理研究所(阿尔伯特·爱因斯坦研究所),德国波茨坦-哥尔姆14476 Am Mühlenberg 1

柴田正男(Masaru Shibata)

  • 马克斯·普朗克引力物理研究所(阿尔伯特·爱因斯坦研究所),Am Mühlenberg 1,Potsdam Golm 14476,德国,以及日本京都大学汤川理论物理研究所引力物理和量子信息中心,邮编606-8502

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第107卷,Iss。2023年1月2日至15日

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