FargoCPT：模拟盘与恒星、行星及粒子相互作用的二维多物理代码
地球与行星天体物理
2024-01-30 v1 天体物理仪器与方法
摘要
背景：行星-盘相互作用在理解行星形成和盘演化中起着关键作用。目前有多种数值工具可用于模拟这些相互作用，包括常用的 FARGO 代码及其变体。许多代码随时间推移不断扩展，纳入了额外的物理过程，并侧重于对其精确建模。目标：我们推出 FargoCPT，这是 FARGO 的更新版本，融合了该代码先前的其他增强功能，旨在提供一个专门用于研究恒星、行星和盘之间相互作用的模拟环境，确保精确表示行星系统、流体动力学和尘埃动力学，并注重可用性。方法：FargoCPT 的辐射流体动力学部分在二维极坐标下使用二阶迎风格式，支持多种状态方程、辐射传输、加热与冷却以及自引力。激波通过人工粘性处理。N 体系统的积分通过利用 REBOUND 代码实现。尘埃模块利用无质量示踪粒子，适应 Stokes 和 Epstein 区域的阻力定律。此外，FargoCPT 提供了模拟恒星和行星吸积的机制。结果：该代码已在多篇出版物中得到实际应用和检验。此外，它还附带一个自动化测试套件，用于测试物理模块。结论：在当前公开可用的行星-盘相互作用模拟工具中，FargoCPT 提供了一套独特的模拟能力。其结构化的接口和底层技术更新旨在帮助研究人员持续探索行星形成。
引用
@article{arxiv.2401.16203,
title = {FargoCPT: A 2D Multi-Physics Code for Simulating the Interaction of Disks with Stars, Planets and Particles},
author = {Thomas Rometsch and Lucas M. Jordan and Tobias W. Moldenhauer and Dennis Wehner and Steven Rendon Restrepo and Tobias W. A. Müller and Giovanni Picogna and Wilhelm Kley and Cornelis P. Dullemond},
journal= {arXiv preprint arXiv:2401.16203},
year = {2024}
}
备注
31 pages, 18 figures; accepted for publication in Astronomy and Astrophysics (A&A)