一种用于模拟高洛伦兹因子相对论激波的隐式平流格式

源自相对论天体附近及伽马射线暴中的喷流等离子体，观测表明其传播的洛伦兹因子处于1到数百的范围内。另一方面，迄今为止对此类流体的数值研究主要集中于尽可能低的洛伦兹因子$\Gamma$范围，特别是$1\leq \Gamma \leq 5$的区间。因此，具有高$\Gamma$因子的相对论流体研究尚不充分，因为大多数数值方法在$\Gamma \gg 1$时被发现会遭遇严重的数值困难，甚至变得数值不稳定。在本文中，我们提出了一种用于模拟带激波相对论等离子体传播的隐式数值平流格式，并讨论了其在广义相对论下与内能和总能量表述的一致性。使用总能量表述时，发现该格式适用于模拟具有中等洛伦兹因子的运动激波，尽管库朗数相对较小。在高洛伦兹因子极限下，结合精细调节的人工粘性的内能表述要稳健和高效得多。我们通过执行测试计算并比较相对论激波管问题的解析解结果，证实了我们的结论。本次修改的目的是增强广义相对论隐式辐射磁流体动力学求解器：GR-I-RMHD (http://www1.iwr.uni-heidelberg.de/groups/compastro/home/gr-i-mhd-solver) 的稳健性，并将其应用范围扩展至高$\Gamma$区间。