Kratos框架用于异构天体物理模拟：射线追踪、反应流和热化学

热化学、射线追踪辐射以及辐射-物质相互作用是天体物理模拟中计算困难的关键过程。本文介绍了针对异构架构在Kratos框架中实现的新型算法。关键创新包括：针对化学物种输运的兼容计量学重构方案，确保元素守恒且无需矩阵求逆；专为多线程并行设计的LU分解方法，高效求解刚性热化学常微分方程。该框架还实现了高效的射线追踪技术，用于辐射输运。进行了各种验证测试，涵盖化学输运、燃烧、Str"omgren球以及爆破动力学，结果与半解析解及Cantera和冲击与爆破工具箱等基准结果高度一致。模块化设计和性能优化使其成为研究当代天体物理学中耦合微观过程的多功能工具。