用于少体系统积分的可逆时间步自适应
天体物理仪器与方法
2023-01-04 v1 地球与行星天体物理
计算物理
摘要
时间步判据在直接 N-body 代码中起着关键作用。若选择不当，将导致能量误差的世俗漂移。共享的自适应时间步判据通常采用最小两两时间步，其时间步时间演化存在不连续性。这对时间步对称化算法的运作有很大影响。我们提供了新的演示，证实先前发现：对 N-body 系统中所有两两时间步取平滑加权平均，可改善能量守恒水平。此外，我们通过考虑 3 种时间步加权方法与 9 种对称化方法，比较了 27 种不同时间步判据的性能。我们给出强混沌少体系统的性能测试，包括不稳定三体、共振链中的巨行星以及当前太阳系。我们发现调和对称化方法（我们记号中的方法 A3 与 B3）最为稳健，原因在于对称化时间步保持接近时间步函数。此外，基于我们的太阳系实验，我们发现基于直接两两平均的新加权方法（我们记号中的方法 W2）略优于其他方法。
引用
@article{arxiv.2212.09745,
title = {Reversible time-step adaptation for the integration of few-body systems},
author = {Tjarda C. N. Boekholt and Timothee Vaillant and Alexandre C. M. Correia},
journal= {arXiv preprint arXiv:2212.09745},
year = {2023}
}
备注
Accepted by MNRAS. 13 pages, 6 figures