REBOUNDx：一个向原本辛的N体积分中添加保守力与耗散力的库
地球与行星天体物理
2019-11-06 v2 天体物理仪器与方法
摘要
辛方法，特别是Wisdom-Holman映射，彻底改变了我们建模行星系统长期保守动力学的能力。然而，许多天体物理上重要的效应是耗散的。将此类力纳入原本辛的格式的后果并不总是明确的。我们表明，转向非交换算子（无论耗散与否）的一般框架澄清了其中许多问题，并且辛格式的若干重要性质可推广到一般情形。特别地，我们表明显式分裂格式通常利用所施加外力的对称性，这往往强烈抑制积分误差。此外，我们证明所谓的“辛校正子”（在以固定计算代价将能量误差降低数量级）同样适用于弱耗散系统，因此可更一般地视为“弱分裂校正子”。最后，我们表明先前提倡的将附加力纳入辛方法的方法对耗散力效果良好，但对如后牛顿修正这类保守但依赖于速度的力会给出定性错误的结果。我们发布REBOUNDx，一个开源C库，用于将附加效应纳入REBOUND N体积分，并附带方便的Python封装。所有效应均与机器无关，我们提供一种二进制格式，可与REBOUND中的SimulationArchive类接口，以实现结果的共享与可复现性。用户可从预实现的天体物理力列表中添加效应，或贡献新的效应。
引用
@article{arxiv.1908.05634,
title = {REBOUNDx: A Library for Adding Conservative and Dissipative Forces to Otherwise Symplectic N-body Integrations},
author = {Daniel Tamayo and Hanno Rein and Pengshuai Shi and David M. Hernandez},
journal= {arXiv preprint arXiv:1908.05634},
year = {2019}
}
备注
Submitted. Paper repository: https://github.com/dtamayo/reboundxpaper, Library Documentation: https://reboundx.readthedocs.io/en/latest/