基于 Z4c 形式的致密双星演化
广义相对论与量子宇宙学
2013-11-05 v1
摘要
本文比较了采用 Z4c 和 BSSNOK 形式的致密双星数值相对论模拟。在所有考虑的情形中，Z4c 形式均表现出优势。在非真空时空模拟中，Z4c 演化中由截断误差引起的约束违反比 BSSNOK 低一到三个数量级。计算引力辐射的精度也有所提高。对于等质量无旋双中子星演化，我们发现波形相位和振幅的绝对误差最多可减小四倍。通过对表面积分极其精确地计算 ADM 质量，也证明了 Z4c 数值数据的质量。对于等质量无自旋双黑洞穿孔演化，我们发现波形相位和振幅的绝对误差最多可减小两倍。在相同的演化中，我们发现远离穿孔处的哈密顿约束违反减少了一到两个数量级。此外，本文还展示了用于 Z4c 形式的控制引力辐射并保持约束的边界条件的实用性。包含单个致密天体的时空演化证实了球对称下的早期结果。这些边界条件避免了在高分辨率运行中因采用更朴素的边界处理而在任一形式中出现的虚假且不收敛的效应。我们得出结论，在使用穿孔规范数值求解 3+1 爱因斯坦方程时，Z4c 优于 BSSNOK。
引用
@article{arxiv.1212.2901,
title = {Compact binary evolutions with the Z4c formulation},
author = {David Hilditch and Sebastiano Bernuzzi and Marcus Thierfelder and Zhoujian Cao and Wolfgang Tichy and Bernd Bruegmann},
journal= {arXiv preprint arXiv:1212.2901},
year = {2013}
}