天体物理冲击的“假冲击”方法

我们展示了一种新颖的混合粒子-in-cell 仿真 setup，用于在显著降低计算成本后，隔离冲击前驱的物理。通过在模拟域的一个边缘施加“假冲击”或类冲击边界条件，使与边界相互作用的粒子要么通过它，要么以改变动量的方式从它反射，从而模拟下游的散射。我们表明，所述假冲击 setup 能够再现传统冲击仿真所产生的同一流体量以及相空间，包括此前只能在 3D 中实现的情形，同时具备更高的粒子分辨率和较低的计算成本。尽管该方法涉及假设的边界条件，但它仍然捕获了感兴趣的基本物理，确立了其作为未来自洽研究中用于研究由宇宙射线在冲击上游介质中驱动的不稳定性的可靠且高效工具。