采用不可连续 Galerkin-有限差分混合方法的广义相对论力自由电动力学
天体物理仪器与方法
2024-06-14 v2 高能天体物理现象
广义相对论与量子宇宙学
等离子体物理
摘要
相对论等离子体围绕致密天体时,可被近似为力自由状态。在此限度下,等离子体惯性可忽略,整体动力学由全局电流主导。我们提出了一种用于模拟此类力自由等离子体的新型数值方法,既能在光滑区域实现高精度,又能在电流薄片中捕捉耗散。通过将高阶准不可连续 Galerkin 方法与保守有限差分方法相结合,我们展示了对黑洞和中子星磁层的全局仿真具有高度效率。除了一系列具有挑战性的测试问题外,我们还表明,该方法在特定物理性质和数值实现条件下,可比传统仿真高出最高 10 倍,实际问题中大多数情形下的加速为 2-3 倍。
引用
@article{arxiv.2404.01531,
title = {General relativistic force-free electrodynamics with a discontinuous Galerkin-finite difference hybrid method},
author = {Yoonsoo Kim and Elias R. Most and William Throwe and Saul A. Teukolsky and Nils Deppe},
journal= {arXiv preprint arXiv:2404.01531},
year = {2024}
}
备注
22 pages, 13 figures