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改进的致密双星演化移动穿刺规范条件

高能天体物理现象 2014-10-07 v2 广义相对论与量子宇宙学

摘要

稳健的规范条件对于涉及致密天体的数值相对论(NR)模拟的稳定性和精度至关重要。大多数NR社区在模拟中使用高度稳健但已有十年历史的移动穿刺(MP)规范条件。有人认为,在采用这种规范的双黑洞(BBH)演化中,在自适应网格细化(AMR)边界附近产生的噪声不会随着分辨率的提高而干净地收敛,严重限制了在计算上可行的分辨率下的引力波波形精度。我们将这种噪声与一个尖锐(短波长)的初始出射规范波传播到逐渐低分辨率的AMR网格联系起来,并提出了对标准MP规范条件的改进,重点在于拉伸、平滑和更快地稳定这个出射波。我们最好的规范选择大大降低了旋进过程中的引力波波形噪声,在典型分辨率下,收敛阶的波动更小,波形相位和振幅误差降低约40%。其他感兴趣的物理量中的噪声也减少了,约束违反下降了一个数量级以上。我们期望这些改进将适用于所有类型的致密双星系统的模拟,以及其他可以选择类似MP规范条件的NN+1引力公式。

关键词

引用

@article{arxiv.1404.6523,
  title  = {Improved Moving Puncture Gauge Conditions for Compact Binary Evolutions},
  author = {Zachariah B. Etienne and John G. Baker and Vasileios Paschalidis and Bernard J. Kelly and Stuart L. Shapiro},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1404.6523},
  year   = {2014}
}

备注

25 pages, 16 figures, 2 tables. Matches published version