用于宇宙学与天体物理学的混合 AMR 应用程序

我们描述了将 Berger 和 Colella 的结构化自适应网格细化算法应用于宇宙学天体物理学领域的应用。该领域的模拟不仅需要包含遵循可压缩气体动力学方程的气体成分, 还需要包含以牛顿动力学描述的无碰撞成分（如暗物质或恒星）。这两种流体通过引力相互作用, 这需要求解椭圆方程。AMR 的挑战在于两个方面。首先, 无碰撞物质最容易通过跟随单个对象的轨迹来建模, 常称为 N 体方案。引入粒子带来了诸多困难, 既有物理困难（它们如何准确地与网格中的流体相互作用）, 也有算法困难（如何高效地添加新数据结构）。第二个挑战是纳入两种成分之间的引力相互作用。我们讨论了解决这两个问题的方案, 并简要呈现了非常鼓舞的结果。