SENR/NRPy+：奇异曲线坐标系中的数值相对性

我们报道了一种新的开源、用户友好的数值相对论代码名为SENR/NRPy+的包。我们的代码扩展了以前的更广泛的曲线类的BSSN参考度量公式坐标系，使其适合于物理建模具有近似或精确对称性的配置。在建模环境中黑洞动力学，它的效率比其他更广泛使用开源的数值相对论代码。NRPy+提供了基于Python的以自然张量形式编写方程并输出的接口以任意有限差分阶作为高效C代码科学家指尖上的复张量方程无需昂贵的软件许可证。SENR提供了算法框架将NRPy+生成的C代码组合成一个函数的数值相对论代码。我们根据另外两个已建立的、最先进的代码进行验证，以及达成一致意见。我们首次在上下文中演示穿孔、喇叭状和双黑洞演化——接近指数级约束违反和引力波形误差收敛到零随着空间有限差分导数阶数的增加保持球形坐标网格以中等分辨率固定。这样的视界外的行为是显著的，因为数值误差不会在地平线内收敛到零，沿极轴的所有点都是坐标奇点。该公式解决了这种坐标通过以细胞为中心的网格和基的简单改变实现奇点将张量分量相对于坐标进行解析正则化。未来的计划包括扩展此公式以允许动态坐标网格和点的双球面分布以有效捕获轨道紧双星动力学。