用于宇宙学离子化前沿和离子化流的辐射水动力传输的多步骤算法

宇宙学重联模拟中离子化前沿的辐射水动力传输有望从原理上预测UV逃逸率，同时探讨光离子化在反馈过程和结构形成中的作用。我们提出一种用于辐射传递和水动力学的多步骤积分方案，以准确传播来自点源的I-front和离子化流。该算法是一种 conserve 光子的方法，能够在低于非 conserve 技术的分辨率下正确跟踪I-front的位置。该方法直接对离子物种进行分层更新，绕过隐式方法所需的昂贵矩阵求解，同时保持足够的准确性以捕获前沿的真实演化。我们审查了力律密度梯度中离子化前沿的物理，其解析解为辐射耦合方案提供了优异的验证测试。也考虑了direct 和 implicit方案的优缺点，特别是问题时序控制，如果未正确实现可能导致符合生物力学的I-front行为但偏离理论。我们还检查了来自非常明亮中心源的辐射压力对I-front和流演化的影响。