圣巴巴拉双星 - 盘代码对比

我们使用十一种不同的数值方法和标准的双星 - 盘设置，对与气体盘相互作用的双星系统进行了数值计算。本研究旨在确定所有代码是否能就数值收敛解达成一致，并确定收敛所需的分辨率以及双星轨道数量，以使双星 - 盘系统达到公认的弛豫状态。我们发现，所有代码均可就收敛解达成一致（取决于所测量的诊断量）。对于大多数代码而言，要达到对双星所受盘力矩的收敛测量，所需的网格间距约为双星组件附近双星间距的 1%。对于我们的盘模型要达到弛豫状态，代码必须运行至少 200 个双星轨道，这对应于我们参数下的约一个粘性时标，即 $0.2 (a^2 \Omega_B /\nu)$ 个双星轨道，其中 $\nu$ 为运动粘度。我们未研究双星质量比、偏心率、盘温度或盘粘度的依赖性；因此，这些基准可作为将收敛解扩展至更宽参数空间的指南，但在未来研究系统参数依赖性的工作中可能需要更新。我们发现代码间最大的差异源于设置的维度（3D 与 2D 盘）。除此之外，我们发现不同代码在双星总力矩方面吻合良好，尽管该力矩在引力力矩、轨道吸积力矩和自旋吸积力矩之间的分配敏感地依赖于所采用的汇（sink）预设。与先前研究一致，我们发现 2D 与 3D 盘模型在力矩和吸积变率方面存在适度差异。我们发现 3D 模型中的空腔进动速率明显快于 2D 模型。