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基于 Galerkin 方法的相对论磁重联数值模拟

高能天体物理现象 2011-09-06 v1 广义相对论与量子宇宙学

摘要

我们展示了相对论磁重联的二维磁流体动力学数值模拟结果,特别强调了高 Lundquist 数 (S105S \sim 10^5-10810^8) 下 Petschek 型构型的动力学。所采用的数值方案基于 Dumbser & Zanotti (2009) 最近提出的高阶有限体积和不连续 Galerkin 方法,为此类计算提供了前所未有的精度。通过研究不同磁化强度和电阻率机制对动力学产生的影响,讨论了产生高 Lorentz 因子的可能性。我们表明,对于等离子体磁化参数 σ=20\sigma=20,可产生接近 4\sim 4 的 Lorentz 因子。此外,我们发现 Sweet-Parker 层是不稳定的,会生成次级磁岛,但这仅发生在 S>Sc108S>S_c\sim 10^8 时,远大于牛顿机制下报道的数值。

关键词

引用

@article{arxiv.1109.0746,
  title  = {Numerical simulations of relativistic magnetic reconnection with Galerkin methods},
  author = {Olindo Zanotti and Michael Dumbser},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1109.0746},
  year   = {2011}
}

备注

4 pages, 2 figures. Proceedings of "Advances in Computational Astrophysics: methods, tools and outcomes" (Cefalu', June 13-17, 2011)