黑洞吸积流的数值模拟
摘要
我们利用数值模拟对黑洞吸积盘及其邻近区域的结构与演化进行建模。数值计算由广义相对论磁流体动力学(GRMHD)方程主导。特别地，此类吸盘与 outflow 可位于宇宙爆发(即所谓伽马射线暴(GRBs))所产生的极高能超相对论性喷流的根部。另一类更持久的喷流现象为耀变体(blazars)，由星系中心发出。长期、细致的计算对于恰当确定这些爆发的物理并令理论模型与任何潜在可观测对象对照至关重要。就数值方法与计算技术而言，需考虑三个要素。首先，数值格式必须以守恒方式工作，这通过在每个时间步求解一组非线性方程以将守恒量从一时步推进至下一时步来实现。其次，计算效率本质上取决于代码并行化方法，其可采用多种技术。第三，结果分析可通过对所算时变物理量进行后处理及流场性质可视化来实现。这通过引入计算天体物理领域标准化且由社区开发者支持的各种程序包与库完成。本文中，我们讨论利用数值框架所建模的宇宙源的物理图像。我们也描述若干技术问题，具体结合我们自身所开发GRMHD代码性能的经验。我们还给出在华沙大学数学建模中心高性能计算机集群(HPC)上完成的一系列性能测试。
引用
@article{arxiv.1805.11305,
title = {Numerical simulations of black hole accretion flows},
author = {Agnieszka Janiuk and Kostas Sapountzis and Jeremy Mortier and Ireneusz Janiuk},
journal= {arXiv preprint arXiv:1805.11305},
year = {2018}
}
备注
16 pages, 7 figures; to appear in the Journal of Supercomputing Frontiers and Innovations, the Special issue with proceedings of the conference "Supercomputing Frontiers Europe 2018", Warsaw, March 12-15, 2018. arXiv admin note: text overlap with arXiv:astro-ph/0512420 by other authors