一种具有近谱分辨率的约束输运磁流体动力学算法
天体物理学
2009-11-13 v1
摘要
包含磁场的数值模拟在天体物理学的许多领域中已变得至关重要。通过约束输运 (constrained transport) 算法演化磁场可将磁散度保持至机器精度，因此代表了在模拟中引入磁场的首选方法之一。我们展示了约束输运可以在高阶有限差分模板上通过体心场和超电阻率来实现。此外，可以调整有限差分系数以增强高波数分辨率。类似的技术可用于高波数下去混叠校正所需的插值。这些措施共同产生了一种波数分辨率接近谱算法理论最大值的算法。由于该算法使用有限差分而非快速傅里叶变换，其运行速度更快且不受周期性边界条件的限制。此外，由于有限差分在空间上是局部的，该算法易于扩展至数千个处理器。我们证明，对于低马赫数湍流，其结果与具有泊松散度清洗的高阶非约束输运方案吻合良好。
引用
@article{arxiv.0709.1234,
title = {A constrained-transport magnetohydrodynamics algorithm with near-spectral resolution},
author = {Jason Maron and Mordecai-Mark Mac Low and Jeffrey Oishi},
journal= {arXiv preprint arXiv:0709.1234},
year = {2009}
}
评论
26 pages, 8 figures, accepted for publication in the Astrophysical Journal