黑洞吸积流的全局 GRMHD 模拟：一项收敛性研究

全局广义相对论磁流体动力学 (GRMHD) 模拟被广泛用于模拟无辐射磁化盘的黑洞吸积过程。我们使用 HARM3D 对 GRMHD 模型进行了收敛性研究。模型的线性分辨率跨越了 4 倍的范围，从 96x96x64 到 384x384x256。我们考虑了三个收敛性诊断指标：(1) 无量纲壳层平均量，如等离子体 $\beta$；(2) 流体变量的方位角关联长度；以及 (3) 包含同步辐射发射、吸收和康普顿散射的源合成光谱。除最低分辨率运行外，壳层平均温度几乎与分辨率无关；壳层平均等离子体 $\beta$ 随分辨率增加而稳步下降，但显示出收敛迹象。密度、内能和温度的方位角关联长度随分辨率增加而稳步减小，但也显示出收敛迹象。相比之下，磁场的方位角关联长度几乎随网格尺寸线性减小。然而，我们通过类比局部模型认为，分辨率再提高 2 倍即可实现收敛。除最低分辨率运行外，合成光谱几乎与分辨率无关。这种收敛行为与更高物理分辨率的局部模型（剪切盒）计算结果以及 Hawley 等人 (2011) 最近的非相对论全局收敛性研究一致。