StarBench：HII区的D型膨胀

StarBench是一个致力于对不同恒星形成与恒星反馈代码进行基准测试和验证的项目。在这篇StarBench的首篇论文中，我们对HII区的D型膨胀进行了比较研究。这项工作的目的是理解十二个参与数值代码之间观察到的差异，并与检验HII区膨胀D型阶段的各种解析表达式进行对比。为此，我们提出了两个定义明确的测试，由基于1D和3D网格及SPH的代码解决。第一个测试考察“早期阶段”D型情景，其间驱动膨胀的机械压力显著大于中性介质的热压力。第二个测试考察“晚期阶段”D型情景，其间系统弛豫到与外部介质的压力平衡。尽管它们彼此高度一致，所有十二个参与代码都遵循一个修正的膨胀定律，该定律在两种情景下均显著偏离经典的Spitzer解。我们提出了一个结合适用于早期和晚期两种阶段的不同解的半经验公式，其与高分辨率模拟的一致程度达到$\lesssim2\%$。该公式提供了比Spitzer解更好的代码验证基准解。本次比较验证了参与代码，并且我们通过该项目提供了一个用于校准电离辐射流体动力学代码处理的数据集。