相对论大尺度涡流模拟的协变量方法:拉格朗日滤波
高能天体物理现象
2025-01-07 v2 广义相对论与量子宇宙学
摘要
我们提出了首个应用于相对论流体涡动的完全协变量滤波方案的实现。滤波过程依据特殊观察者完成,这些观察者被动态识别为与“流体主体”一起运动。这意味着滤波不依赖于时空的切片划分,而是基于观察者所轨迹划出的固有纺幕。该方法的协变量性意味着结果可提升至任意曲时空中。此实际步骤 Follows 理论工作,表明对细尺度理想流体进行滤波引入的残差可由粗尺度非理想流体描述。我们采用简单的一阶梯度模型解释这些非理想项,从而提取有效湍流粘性和导电率。对这些项的统计回归显示,其大部分变异可由滤波后流体的热力学特性及其流动不变量(如剪切和涡旋)所解释。这一方法的验证结果表明,可拟合非理想系数的函数形式——一种在大尺度涡动模拟中用于亚网格闭合模型的实用方法。
引用
@article{arxiv.2405.13593,
title = {Covariant approach to relativistic large-eddy simulations: Lagrangian filtering},
author = {T. Celora and M. J. Hatton and I. Hawke and N. Andersson},
journal= {arXiv preprint arXiv:2405.13593},
year = {2025}
}
备注
23 pages, 18 figures, as published in Phys. Rev. D