脉动相对论星的哈密顿-雅可比流体力学
广义相对论与量子宇宙学
2020-07-17 v3 高能天体物理现象
摘要
自引力流体体的动力学由欧拉-爱因斯坦偏微分方程组描述。流体-真空界面上适定性的失效仍是一个具挑战性的开放问题,这在振荡或旋进双中子星的模拟中显现。我们提出并实现了一种适定的正则流体力学格式,适用于数值广义相对论中的中子星模拟。该格式利用Carter-Lichnerowicz的变分原理(指出正压流体运动是共形测地线的)以及亥姆霍兹第三定理(指出初始无旋流动保持无旋)。我们在3+1数值广义相对论中应用该格式,通过哈密顿-雅可比方程演化流体元的 canonical momentum(正则动量)。我们探索了一种欧拉方程的正则化格式,其使用处于流体静力平衡的基准大气并使压强可消失,同时在真空边界上保持强双曲性。与标准的非平衡大气处理相比,该新正则化格式可分辨更多径向振荡模式。
引用
@article{arxiv.1912.03701,
title = {Hamilton-Jacobi hydrodynamics of pulsating relativistic stars},
author = {John Ryan Westernacher-Schneider and Charalampos Markakis and Bing Jyun Tsao},
journal= {arXiv preprint arXiv:1912.03701},
year = {2020}
}
备注
24 pgs, 3 figs. Typo fixed. v3: published version. https://doi.org/10.1088/1361-6382/ab93e9