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一种计算快速旋转恒星二维结构的算法。 (英语) Zbl 1349.85004号

小结:恒星可以理解为可压缩流体的自引力质量,其辐射冷却由核反应或重力收缩补偿。要理解它们的时间演化,需要使用详细的模型来解释复杂的微观物理,包括不透明性、状态方程和核反应。目前的恒星模型基本上是一维的,即球对称的。然而,对元素表面丰度或内部旋转分布等近期数据的解释已经达到一维模型的有效性极限,因为它们对大规模流体流动的表示非常简化。在本文中,我们描述了ESTER代码,它是第一个能够以一致的方式计算快速旋转恒星的二维模型(包括其大规模流动)的代码。与经典的一维恒星演化代码相比,已经引入了许多数值创新来处理这一复杂问题。首先,采用基于球谐函数和切比雪夫多项式的谱离散化方法来表示二维轴对称场。非线性映射映射椭球恒星,并允许场的平滑光谱表示。讨论了求解该问题非线性偏微分方程的Picard迭代和Newton迭代的性质。结果表明,Picard格式在计算简单多变恒星时是有效的,但当恒星模型包含复杂微观物理时,牛顿算法是无与伦比的。最后,我们讨论了牛顿迭代求解器的数值效率。该线性求解器将迭代共轭梯度平方算法与作为雅可比矩阵预条件的LU-因子化相结合。

MSC公司:

85甲15 星系和恒星结构
76N15型 气体动力学(一般理论)
76U05型 旋转流体的一般理论
76周05 磁流体力学和电流体力学
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