FANTASY：支持自动微分、适用于任意度量的用户友好辛测地线积分器
广义相对论与量子宇宙学
2021-03-17 v4 高能天体物理现象
计算物理
摘要
我们推出 FANTASY（Finally A Numerical Trajectory Algorithm both Straightforward and sYmplectic，终于一个既简单又辛的数值轨迹算法），一个用 Python 编写的用户友好开源辛测地线积分器。FANTASY 设计为“开箱即用”，除度量和测地线初始条件外不要求用户提供任何东西。FANTASY 利用自动微分高效计算至机器精度的导数，从而可在任意空间（时间）中积分测地线，无需用户手动输入 Christoffel 符号或任何其他度量导数。此外，FANTASY 采用将相空间加倍、两份粒子相空间一同演化的哈密顿积分方案。该技术允许一种既显式又辛的积分方案，即使哈密顿量不可分离。FANTASY 预置了二阶和四阶方案，并可轻松扩展至更高阶方案。FANTASY 还包含一个自动雅可比计算器，可自动完成坐标变换。
引用
@article{arxiv.2010.02237,
title = {FANTASY: User-Friendly Symplectic Geodesic Integrator for Arbitrary Metrics with Automatic Differentiation},
author = {Pierre Christian and Chi-kwan Chan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2010.02237},
year = {2021}
}
备注
Minor typos corrected, matches accepted version