基于 SPH 的含尘气体 - II. 隐式时间步进与天体物理阻力机制
天体物理仪器与方法
2015-06-03 v1
摘要
在配套论文（Laibe & Price 2011b）中，我们提出了一种在光滑粒子流体动力学（SPH）中模拟双流体气体与尘埃混合物的算法。在本文中，我们发展了一种隐式时间步进方法，该方法保持了底层 SPH 算法中线动量和角动量的精确守恒，但与以往格式不同的是，它允许迭代收敛至任意精度，并且适用于处理非线性阻力机制。论文 I 中提出的算法也被扩展以处理现实的天体物理阻力机制，包括线性和非线性 Epstein 与 Stokes 阻力。该方案在论文 I 提出的测试套件上进行了基准测试，包括 i) dustybox 问题的解析解，以及 ii) 采用显式时间步进获得的 dustywave、dustyshock、dustysedov 和 dustydisc 的解。我们发现，当时间步长与阻力停止时间之比 r 满足 1 < r < 1000 时，隐式方法比显式时间积分快 1 至 10 倍。
引用
@article{arxiv.1111.3089,
title = {Dusty gas with SPH - II. Implicit timestepping and astrophysical drag regimes},
author = {Guillaume Laibe and Daniel J. Price},
journal= {arXiv preprint arXiv:1111.3089},
year = {2015}
}
备注
Accepted for publication in MNRAS