移动网格上的广义相对论流体力学 I：静态时空
广义相对论与量子宇宙学
2020-07-01 v2 天体物理仪器与方法
计算物理
摘要
我们提出了首个用于静态时空的移动网格广义相对论流体力学求解器，其实现于代码 MANGA 中。我们的实现基于 MANGA 和数值相对论 Python 包 NRPy+ 的架构。我们回顾了求解这些方程的一般算法，并特别详述了时间步进；跨移动面的 Riemann 解；原始变量与守恒变量之间的转换；流体动力学变量的验证与修正；以及度量到 Voronoi 移动网格的映射。我们给出了对无磁化 Tolman-Oppenheimer-Volkoff 星进行 24 个动力学时间的数值积分测试结果。我们证明在 个网格生成点的分辨率下，该星是稳定的，其中心密度在此时间尺度内向下漂移 2%。在较低分辨率下，中心密度漂移以增加的方式呈现，与所采用的二阶空间重构方案一致。这些结果与精确解吻合良好，并且我们发现误差行为与具有二阶空间重构的欧拉代码相似。我们还证明新代码能恢复同一 TOV 星的基本模式频率，但其初始压力减少了 10%。
引用
@article{arxiv.2002.09613,
title = {General Relativistic Hydrodynamics on a Moving-mesh I: Static Spacetimes},
author = {Philip Chang and Zachariah Etienne},
journal= {arXiv preprint arXiv:2002.09613},
year = {2020}
}
备注
10 pages, 4 figures, accepted version, update description of Riemann solver