数值相对论中中微子辐射磁流体力学代码的高级黎曼求解器实现及其在双中子星并合中的应用
高能天体物理现象
2023-01-11 v1 广义相对论与量子宇宙学
摘要
我们在数值相对论中微子辐射磁流体力学代码中实现了高级黎曼求解器 HLLC 与 HLLD \cite{Mignone:2005ft,MUB:2009} 以及高级约束输运方案 \cite{Gardiner:2007nc}。我们通过在闵可夫斯基时空和静态黑洞时空中执行一系列一维与多维相对论流体动力学和磁流体动力学测试问题来验证实现。我们发现采用高级黎曼求解器的数值解比原代码实现的 HLLE 求解器 \cite{DelZanna:2002rv} 更精确。作为对数值相对论的应用,我们模拟了非对称双中子星并合,产生短寿命大质量中子星,并分别包含与不含磁场。我们发现,当采用扩散性的 HLLE 求解器时,并合后形成的旋转大质量中子星寿命以及潮汐驱动动力学抛射物质量均被高估。我们还发现,由于求解器数值扩散率大,HLLE 求解器下磁旋转不稳定性分辨率更低。这导致由大尺度极向磁场引起的磁缠绕以及由磁压驱动的流出能量均出现虚假增强。
引用
@article{arxiv.2205.04487,
title = {Implementation of advanced Riemann solvers in a neutrino-radiation magnetohydrodynamics code in numerical relativity and its application to a binary neutron star merger},
author = {Kenta Kiuchi and Loren E. Held and Yuichiro Sekiguchi and Masaru Shibata},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.04487},
year = {2023}
}
备注
40 pages, 27 figures