二维平面中的玩具星

玩具星是一种气体质量，其中在不作任何近似假设的情况下处理可压缩性，但将重力替换为一种力——对于任意两个质量，沿它们的连线且比例为它们的相互作用距离。这为测试天体气体动力学数值代码的适合性提供了 invaluable 资源。在本文中，我们推导了在二维平面中旋转和脉动的玩具星的小幅度振荡和非线性解的方程，表明这些解可化简为少量的常微分方程。我们将这些方程的准确解与光滑粒子流体动力学 (SPH) 模拟进行比较。发现二维玩具星解为 SPH 算法提供了优异的基准，揭示了该方法许多优点以及一些弱点。