Arepo 中用于辐射转移的 Sweep 方法
天体物理仪器与方法
2023-01-25 v2 宇宙学与河外天体物理
摘要
我们为宇宙学模拟套件 Arepo 引入了辐射转移代码 Sweep。Sweep 是一种离散坐标法，在无限光速、稳态假设下，通过对整个计算网格进行传输扫描来求解辐射转移方程。由于 Arepo 基于自适应非结构网格，由网格单元的扫描依赖关系所诱导的依赖图是非平凡的。为以分布式方式解决拓扑排序问题，我们采用了基于任务的并行方法。扫描方法的主要优势在于计算代价仅随网格规模缩放，而与源的数量或源在计算域中的分布无关，这对于宇宙学模拟中的辐射转移是一个优势，因为其中存在大量稀疏分布的源。我们成功将该代码应用于若干物理测试，如 HII 区的膨胀、致密天体后方的阴影形成、光的散射，以及其在周期边界条件下的行为。此外，我们测量了其计算性能，重点关注高度并行的大规模模拟。
引用
@article{arxiv.2207.12848,
title = {The Sweep Method for radiative Transfer in Arepo},
author = {Toni Peter and Ralf S. Klessen and Guido Kanschat and Simon C. O. Glover and Peter Bastian},
journal= {arXiv preprint arXiv:2207.12848},
year = {2023}
}