用于研究再电离时期电离区域增长的 WENO 算法

我们使用 WENO 算法研究了紫外光子源周围电离区域的体积增长,该算法是相空间中由辐射转移方程描述的光子动力学的有效求解器。我们表明,无论是孤立电离区域还是合并中的成团区域,其体积增长率通常由三个阶段组成:早期快速或相对论性增长阶段、后期慢速增长阶段,以及介于快慢阶段之间的过渡阶段。我们还表明,若所有最近邻源 $i$ 和 $j$ 之间的距离均小于 $c(t^i_c+t^j_c)$(其中 $t^i_c$ 为源 $i$ 的时间尺度 $t_c$),则强度为 $\dot{E}_i$($i=1, 2, ...$)的成团源周围的电离区域体积增长行为与强度为 $\dot{E}=\sum_i\dot{E}_i$ 的单个源相同。因此,紧密成团的紫外光子源将导致电离体积的慢速增长。该效应对研究再电离时期 21 cm 信号的红移依赖性具有重要意义。