GRAthena++：基于顶点中心八叉树AMR的穿刺演化
广义相对论与量子宇宙学
2022-11-04 v1 高能天体物理现象
摘要
数值相对论是研究双星黑洞和中子星并合等动力学强场引力 regime 中天体物理源的核心。引力波与多信使天文学当前提出的挑战要求在现代大规模并行架构上具备高性能且可扩展的代码。我们提出GR-Athena++，一个广义相对论、高阶、顶点中心的求解器，它扩展了天体物理（辐射）磁流体力学代码Athena++的八叉树自适应网格细化能力。为模拟动力学时空，GR-Athena++采用数值相对论的Z4c演化方案并耦合移动穿刺规范。我们通过广泛的收敛性测试、跨代码验证以及与最先进的有效单体(effective-one-body)波形比对，展示了稳定且精确的双星黑洞并合演化。GR-Athena++利用Athena++的基于任务的并行范式实现了优异的可扩展性。我们测得在多达 个CPU上强缩放效率高于 ，并在具备自适应网格细化的生产级双星黑洞设置中展示了多达 个CPU上优异的弱缩放效率。因此，GR-Athena++允许对致密双星并合进行稳健模拟，并为 exascale 级别的数值相对论提供了一条可行路径。
引用
@article{arxiv.2101.08289,
title = {GRAthena++: puncture evolutions on vertex-centered oct-tree AMR},
author = {Boris Daszuta and Francesco Zappa and William Cook and David Radice and Sebastiano Bernuzzi and Viktoriya Morozova},
journal= {arXiv preprint arXiv:2101.08289},
year = {2022}
}