一种用于核心坍缩超新星的新型多维玻尔兹曼中微子输运格式

我们引入了一种新的离散坐标格式，用于在核心坍缩超新星背景下求解广义相对论玻尔兹曼输运方程。我们的算法避免了在球极坐标、共动系或广义相对论时空中表述输运方程时出现的能量和角度上复杂平流项的显式展开。我们转而采用一种直观的类粒子方法计算中微子在动量空间中的平流，该方法具有优异的守恒性质，并完全考虑了洛伦兹 boost、广义相对论效应和网格几何项。为了避免全局隐式求解，时间积分采用局部隐式 Lax-Wendroff 格式进行，该格式能正确再现扩散极限。这将有助于我们的方法在大规模并行分布式内存架构上的使用。我们已经通过球对称和轴对称下的一组测试问题验证了该格式的准确性和稳定性。为了证明新算法在核心坍缩超新星模拟中稳定工作，我们将其耦合到广义相对论流体动力学代码 CoCoNuT，并给出了一个使用简化中微子不透明度集合的 $20M_\odot$ 前身星的首次演示运行。