核崩溃超新星模拟中快速中子味转换的次网格模型比较测试

我们研究了Bhatnagar-Gross-Krook次网格建模中关于核崩溃超新星中中子快速味转换（FFC）的关键方法。我们首先检讨了时间积分方法（显式、隐式或半隐式）以及次网格项的时间步长控制，然后比较了文献中各种方法在两个方面对FFC的近似方法：（1）取决角度的中子存活概率与基于特定质子密度阈值的简单等分区条件；（2）4种物种处理与3种物种假设（$\nu_x=\bar\nu_x$）的差异。我们发现，等分区条件对外行中子来说是合理的，但在内行中子中会出现大偏差，这会影响物质轮廓。我们也发现，3种物种模型中，味转换演化趋向于消除电中子夸克数（ELN）交叉点的行为，与4种物种模型不同，后者在FFC次网格建模中合理地处理了重型夸克中子数（XLN）。在4种物种模型中，我们常见观察到$\nu_x$和$\bar\nu_x$之间显著差异，凸显了3种物种处理在研究味转换对中子信号影响方面的局限性。我们的研究结果还表明，FFC模型的中子加热率较低，冲击半径较小，这与使用量子动力学中子输运的早期研究一致。本工作为将FFC次网格模型稳健地实现到经典输运中，并为未来的多维模拟提供了一个试点研究。