利用天体物理间断伽辽金代码TENET模拟湍流
天体物理仪器与方法
2016-03-01 v1 宇宙学与河外天体物理
摘要
在天体物理学中，传统上用于求解理想流体动力学欧拉方程的两种主要方法是光滑粒子流体动力学（smoothed particle hydrodynamics）和静止网格上的有限体积离散化。然而，为了高效利用未来 exascale 机器及其更高程度的并行并发性，促使人们寻找更高效、更精确的计算流体动力学技术。间断伽辽金（Discontinuous Galerkin, DG）方法在这方面代表了一类有前景的方法，因为它们可以直截了当地扩展到任意高阶，同时仅需要小的模板。特别是对于涉及相对平滑问题的应用，高阶方法有望在达到所需目标精度时获得计算速度上的显著收益。在此，我们介绍了用于宇宙学应用的新天体物理 DG 代码 TENET，并讨论了用于亚声速湍流的 3D 模拟的初步结果。我们表明，与传统的有限体积方法相比，我们的新 DG 实现以相当低的计算成本提供了准确的亚声速湍流结果。特别地，我们发现 DG 需要约 1.8 倍少的自由度来达到相同精度，同时速度快 1.5 倍以上，证实了其在天体物理应用中的重大前景。
引用
@article{arxiv.1602.09079,
title = {Simulating Turbulence Using the Astrophysical Discontinuous Galerkin Code TENET},
author = {Andreas Bauer and Kevin Schaal and Volker Springel and Praveen Chandrashekar and Rüdiger Pakmor and Christian Klingenberg},
journal= {arXiv preprint arXiv:1602.09079},
year = {2016}
}
备注
21 pages, 7 figures, to appear in Proceedings of the SPPEXA symposium, Lecture Notes in Computational Science and Engineering (LNCSE), Springer