Benchmark problems for wavelength dependent continuum radiative transfer
在验证复杂的数值代码时,通常的做法是将结果与通过其他方法获得的可靠解进行比较。这项工作提供了这样的解决方案的波长依赖的尘埃辐射转移问题。我们定义了一组球面几何中的基准问题,并通过三个辐射转移代码来解决它们,这些代码实现了不同的数值方案。尘埃温度和出射光谱的结果符合优于0.1%,可以作为基准解决方案的尘埃辐射转移程序的验证。
1997-05-20 astro-ph
The DIRTY Model. I. Monte Carlo Radiative Transfer Through Dust
本文提出了DIRTY辐射转移模型,并给出了相应的模型。该模型使用蒙特卡罗技术计算来自任意分布的恒星通过任意分布的尘埃的光子的偏振辐射转移。粉尘的再排放与粉尘的吸收和散射是自洽的,包括所有三个重要的排放途径:平衡热排放、非平衡热排放和芳香特征排放。用于辐射转移的算法允许从任何观察方向观察的模型系统的外观的有效计算。本文提出了一种计算蒙特卡罗辐射转移模型输出量不确定度上限的简单方法。
2000-11-30 astro-ph
Three Dimensional Radiative Transfer
辐射转移(RT)效应在星系际介质的热历史中起着至关重要的作用。在这里,我讨论了最近的进展,介绍RT宇宙流体力学的数值方法的发展。这些方法也可以很容易地应用于星际和银河系尺度上的时间相关问题。
2000-05-09 astro-ph
Radiative Transfer Effects during Photoheating of the Intergalactic Medium
星系际介质再电离后的热历史在很大程度上取决于光加热。在这里,我们证明,忽略辐射转移效应的光加热率计算大大低估了再电离期间和之后的能量输入。辐射转移效应的忽略导致IGM的温度过低的一个因素后HeII再电离。我们简要地讨论了IGM的吸收特性和重子在浅势阱中的分布的影响。
1999-03-06 astro-ph
Fast multilevel radiative transfer
最近在数值辐射转移领域的绝大多数进展依赖于近似算子方法,在天体物理学中更好地称为加速λ迭代(ALI)。因此,Trujillo和Fabiani Benzero(1995)在辐射转移领域很自然地引入了一类在收敛速度方面更优越的迭代格式,如Gauss-Seidel和逐次超松弛方法;它对非LTE二能级原子的情况进行了彻底的描述。在下文中,我们详细描述了当在一维几何中用多级原子模型处理非LTE非偏振辐射传输时,这些方法可以如何被推广。
2006-07-04 astro-ph
Parallelization Strategies for ALI Radiative Transfer in Moving Media
我们描述的方法,我们已经用来并行化我们的球对称特殊相对论短特性一般辐射转移程序PHOENIX。我们描述了一些可能的并行化策略,并说明了为什么他们会效率低下。我们讨论了多个并行化策略技术,我们已经通过。我们简要地讨论推广这些策略,以充分的3-D(空间)辐射转移代码。
2002-07-01 astro-ph
Time Dependent Monte Carlo Radiative Transfer Calculations For 3-Dimensional Supernova Spectra, Lightcurves, and Polarization
我们讨论了快速膨胀的超新星大气中三维时间相关的辐射转移问题的蒙特卡罗方法。SEDONA程序是用来计算非球面超新星模型的光变曲线、光谱和偏振的。从超新星喷出物的自由膨胀开始,SEDONA自洽地解决了辐射转移问题,包括对放射性衰变产生的伽马射线转移的详细处理,以及温度结构的辐射平衡解。线荧光过程也可以直接处理。在辐射转移计算中不需要调整自由参数,从而提供了多维流体动力学爆炸模型和观测之间的直接联系。我们描述了在SEDONA中应用的计算技术,并通过与现有计算的比较来验证代码。我们发现,收敛的Monte Carlo方法是快速和稳定的,即使是复杂的多维配置。我们还研究了几个常用的近似在超新星转移的准确性,即平稳近似和二能级原子膨胀不透明度形式主义。
2006-06-06 astro-ph
Four Numerical Approaches for Solving the Radiative Transfer Equation in Magnetized White-Dwarf Atmospheres
本文比较了四种不同的方法来计算磁化恒星大气的辐射转移,并将它们应用于磁白矮星的情况。所有方法在数值上都足够稳定,可以确定磁场结构,但可以区分更快、更简单的方法和复杂但更耗时的方法。
2003-02-04 astro-ph
Some First Steps Towards a Radiation GRMHD Code: Radiative Effects on Accretion Rate onto a Kerr Black Hole
通过轴对称模拟初始圆环在弱磁场作用下的演化,讨论了辐射在广义相对论磁流体动力学(GRMHD)吸积模拟中的作用。本文比较了De Villiers和Hawley的GRMHD程序和新开发的辐射GRMHD程序在大半径下对Kerr黑洞的吸积速率和出环质量流的计算结果。这rGRMHD代码目前在扩散近似下运行,将辐射效应的研究限制在吸积盘/喷流系统的束缚部分。然而,这些初步的发现表明,辐射效应在调节吸积流方面确实发挥着潜在的重要作用。
2008-02-06 astro-ph
An Approach to Neutrino Radiative Transfer in Supernova Simulations
中微子在核心坍缩超新星的能量学中占主导地位,并被认为在推动爆炸中发挥重要作用。空间多维中微子辐射转移代码的开发是Terascale超新星计划的关键部分,该计划是一项旨在通过超级计算机模拟了解超新星爆炸机制的多年努力。我将描述我们为这个应用开发的广义相对论辐射转移的保守公式,以及我们在并行代码中实现的算法。
2004-04-20 astro-ph
Fully Threaded Transport Engine: New Method for Multi-Scale Radiative Transfer
本文提出了一种新的计算任意高角分辨率的全螺纹网格三维辐射转移的快速方法。该方法使用完全细胞为基础的离散化,是理想的适合于扩散背景辐射的问题,经常遇到的宇宙学和恒星形成模型。我们发现,准确的星系际Ly-alpha吸收线的统计研究需要的顺序几百个角离散元素,即使没有辐射反馈的模型,从恒星形成星系。
2005-05-09 astro-ph
Radiative transfer in protoplanetary disks
我们提出了一个新的三维连续辐射转移程序,MCFOST,基于蒙特卡罗方法。通过与Pascucci等人以前测试的五种不同的辐射转移代码进行比较,测试了代码的可靠性和效率,2004年,使用2D磁盘配置。当测试对相同的磁盘配置,没有显着差异,发现之间的温度和SED计算MCFOST和与其他代码。计算值完全在由其他代码计算的值的范围内。代码之间的差异很小,很少超过10%,通常要小得多。
2006-04-04 astro-ph
A Grey Radiative Transfer Procedure For Gamma-ray Transfer in Supernovae
超新星中的伽马射线传输,为了在喷出物中的能量沉积,可以相当准确地近似为使用平均不透明度的频率积分(灰色)辐射转移,如斯沃茨,萨瑟兰和哈克尼斯(SSH)所示。在SSH的灰色辐射转移程序(未优化)的平均不透明度是一个纯粹的吸收不透明度,它是一个常数,除了通常弱的组成依赖。在本文中,我们提出了一个变化的SSH程序,它使用多个平均不透明度的吸收和散射组件。每一级康普顿散射都有一个平均不透明度。局域态(LS)近似允许散射伽马射线场的伽马射线传输的解析解。不可否认,LS近似是粗糙的,但散射场对能量沉积的重要性总是较小的。我们称之为LS灰辐射转移过程或简称LS过程。对于标准Ia型超新星(SNIa)模型,γ射线能量沉积的不确定度估计为10%或更小,本文所用的LS程序代码可向作者索取。为了完整性和便于参考,我们在本文中包括一个重要的超新星的伽马射线不透明度的审查,适当的平均不透明度处方的讨论,并讨论所产生的误差忽略时间相关的和非静态的辐射转移的影响。
1998-11-23 astro-ph
Adaptive Ray Tracing for Radiative Transfer around Point Sources
本文提出了一种新的自适应射线追踪方法来求解流体动力学模拟中点源周围的辐射转移方程。角分辨率适应于局部流体动力学分辨率,因此可用于自适应网格以及自适应光滑粒子流体动力学模拟。递归创建光线确保了实现的简单性。一旦射线被投射,则使用四叉树显著地加快了求解时间相关的辐射转移所需的多个径向积分。简化有利于一个辐射源的方法进行了简要讨论。该方法易于推广应用于加速蒙特卡罗辐射转移技术。总之,一个接近最佳使用的长特性,其实施方面和其他方法的比较。
2001-11-01 astro-ph
Radiative transfer problem in dusty galaxies: a program suite
我们提出了一个程序套件的辐射转移问题的解决方案,在轴对称的尘埃星系盘,主要用于分光光度分析的恒星星族通过积分和微分测光。该解决方案是使用一个2D射线跟踪算法在一个离散的波长集,强调仔细处理星际尘埃颗粒的光散射的影响。该程序已经过全面测试,其性能和精度与目前用于天体物理辐射转移的其他代码相当或更好。该程序的源代码和示例模型文件可在http://www.astro.lt/~dima/gfe/上获得。
2007-01-25 astro-ph
NLTE Radiative Transfer and Model Atmospheres of Hot Stars
我们描述了我们的方法来构建线覆盖的NLTE模型大气的热恒星。我们采用了加速λ迭代和使用统计方法来处理金属线覆盖。
2002-08-15 astro-ph
Radiative transfer through the Intergalactic Medium
我们使用概率的方法来计算的电离前沿的传播对应的再电离的星系际介质中的LCDM宇宙学,包括氢和氦。与均匀再电离的情况相比,辐射转移的效果显著提高了电离气体的温度。由此得到的电离气体的温度-密度关系是非单调的和多值的,反映了辐射转移的非定域性,并表明在再电离后宇宙中,局域气体密度-温度之间的单一多变关系是对重子热力学状态的不良描述.
2003-12-19 astro-ph
Radiative Transfer in Spiral Galaxies
螺旋星系内部的尘埃消光会影响我们对它们结构和形态的理解,以及我们对背景中遥远宇宙的感知。通过比较观测到的尘埃螺旋在光学和辐射转移模型中的表现,可以研究恒星和尘埃成分的内在性质。被吸收的星光再辐射尘埃在FIR/亚毫米。因此,在长波长的观测允许把进一步的约束的尘埃分布的属性。我提出了我们的蒙特卡罗模拟尘埃消光和排放在银河系磁盘,讨论的基本成分和限制,并比较它们与其他解决方案的辐射转移在文献中。我回顾了目前的图片尘埃盘出现的辐射转移的研究。
2003-09-16 astro-ph
Ultraviolet Dust Grain Properties in Starburst Galaxies: Evidence from Radiative Transfer Modeling and Local Group Extinction Curves
本文总结了星暴星系中尘埃粒子紫外特性的证据。对星暴星系的观测清楚地表明,2175 A特征很弱或不存在。这可能是由于辐射转移效应(混合尘埃和恒星)或由于尘埃颗粒不具有这种特征。球形DIRTY辐射转移模型暗示这不是辐射转移效应,但其他具有圆盘/凸起几何形状的辐射转移模型发现了可能是辐射转移效应的情况。最近对麦哲伦云和银河系的消光曲线的研究表明,传统的关于小麦哲伦云中没有2175 A特征的低金属丰度的解释可能是不正确的。SMC有一个具有2175 A特征的视线,而银河系的视线没有这个特征。此外,在麦哲伦星云和银河系中发现2175 A特征很弱或不存在的地方,有证据表明最近有恒星形成。综合星暴星系的辐射转移模型和本群消光曲线的行为,星暴星系中的尘埃颗粒可能本质上缺乏2175 A特征。
2005-01-25 astro-ph
MC3D - 3D Continuum Radiative Transfer, Version 2
本文介绍了一个改进的三维连续辐射转移程序MC 3D。该方法基于Monte-Carlo方法,自洽地求解了辐射转移问题。它是专为模拟尘埃温度在任意几何配置和由此产生的观测:光谱能量分布,波长相关的图像,偏振图。主要目标是研究“尘埃主导”的天体物理系统,如被光学厚的星周盘和光学薄的包层包围的年轻恒星物体、围绕更演化恒星的碎片盘、渐近巨星分支星、星际介质的尘埃成分和活动星系核。
2002-07-18 astro-ph
Radiative Transfer Effects and Convective Collapse: Size-Strength Distribution for the Small-scale Solar Magnetic Flux Tubes
辐射能量交换对弱场磁结构对流不稳定性的影响,导致预测和物理解释的磁通量依赖的磁场强度,详细检查使用一个真实的模型分层的光球和对流区结构的太阳。采用广义爱丁顿近似的辐射转移,这是有效的,在光学厚和薄的限制,我们模拟的横向辐射能量交换管与外部介质的自洽列入垂直辐射损失。
1999-01-12 astro-ph
The accuracy of the ALI method for solving the radiative transfer equation in stellar atmospheres
我们测试的ALI方法,广泛用于恒星大气建模的准确性,通过精确地解决一个标准的辐射转移问题的平面平行几何。为实际使用这种方法给出了一些建议。
2006-01-19 astro-ph
Radiative transfer problem in dusty galaxies: iteration scaling approximation
我们研究了Kylafis和Bahcall(1987)提出的迭代标度近似的适用性和精度。结果表明,虽然这种方法提供的结果足够接近辐射转移问题的精确解,必须小心的情况下,当星际尘埃的分布显着不同的光源。通过使用在前两次迭代中获得的散射光分布的比率,成功地规避了该问题。
2005-08-02 astro-ph
Three-dimensional Radiative Transfer with Multilevel Atoms
Non-LTE多层传输问题的高效数值求解需要将高度收敛的迭代格式与快速精确的辐射转移(RT)方程形式解方法相结合。这篇文章开始提出一种方法,在三维(3D)介质的水平周期性边界条件的RT方程的正式解决方案。这种形式的求解器适用于非偏振和偏振的3D辐射转移,它可以很容易地与迭代方案相结合,解决非LTE的多级传输问题,我们已经开发了在过去几年。我们证明了这一点,通过显示一些示意性的三维多级计算,说明了水平辐射转移的物理效应。这些非LTE计算是用我们的代码MUGA 3D进行的,MUGA 3D是一种基于高斯-赛德尔迭代方案的3D多级非LTE代码,由Trujillo Berrano和Fabiani Benerrano(1995)为RT应用开发。
2007-10-29 astro-ph
Radiative transfer in molecular lines
将Trujillo和Fabiani Benzio(1995)发展的用于辐射转移(RT)的高度收敛的迭代方法推广到具有速度场的球对称情形。这些RT方法是基于Jacobi,高斯-赛德尔(GS),和SOR迭代,他们形成了一个新的NLTE的原子和分子线的多级传输代码的基础。迄今为止进行的基准测试和讨论。主要目的是发展一些强大的RT工具的理论解释的分子光谱。
2001-02-15 astro-ph
Debris Disk Radiative Transfer Simulation Tool (DDS)
本文介绍了一个用于模拟具有嵌入辐射源的光学薄尘埃结构的光谱能量分布的WWW接口。密度分布、辐射源和灰尘参数可以从内部数据库中选择或由用户定义。这一工具最适合于研究星周碎片盘,在这些碎片盘中,预计大颗粒将确定远红外到毫米尘埃再发射光谱能量分布。该工具可在http://aida28.mpia-hd.mpg.de/~swolf/dds上获得
2005-06-17 astro-ph
The radiative transfer for polarized radiation at second order in cosmological perturbations
本文研究了在宇宙学扰动下的二阶Boltzmann方程。用张量分布函数描述偏振辐射的分布,导出了不依赖Stokes参量的包含偏振的二阶Boltzmann方程。
2009-12-03 astro-ph
Radiative transfer in decomposed domains
本文提出了一种在大规模并行计算机上用区域分解法计算辐射转移的有效算法。积分公式的传输方程被用来划分成一个本地的,但计算密集型的部分,用于计算的强度和光学深度积分的问题,和一个非本地的部分,用于相邻处理器之间的强度通信。空闲处理器在非本地通信部分的等待时间不会对缩放产生严重影响。因此,挂钟时间几乎与处理器的倒数成线性关系。
2005-11-09 astro-ph
The radiative transfer equations for Compton scattering of polarized low frequency radiation on a hot electron gas
我们推导出描述极化辐射如何被热电子气康普顿化的方程。低频被认为是,和方程扩展到二阶电子速度。诱导散射条款包括和麦克斯韦速度分布的电子被假定。本文还考虑了轴对称辐射场的特殊情况,得到了相应的辐射转移方程,从而纠正了已有的转移方程中的错误。将其推广到运动的电子气中,将辐射转移方程推导到气体速度的二阶方程。我们使用的方程来研究极化的Sunyaev-Zeldovich效应。
1999-01-07 astro-ph
Relativistic Radiative Transfer for Spherical Flows
本文提出了一套新的完整的拉格朗日相对论流体动力学方程,描述了一般非定常球形流动中标准流体和辐射流体之间的能量和动量传递。新的方程组已经推导出一个特殊的应用程序的研究宇宙学夸克-强子过渡,但也可以用于其他情况下。
1994-06-18 astro-ph
Conservative Formulations of General Relativistic Radiative Transfer
在辐射转移中粒子数和4-动量的精确计算可以通过使用传输方程来促进,该方程允许在时空和动量空间中的体积积分和表面积分之间的透明转换。这种保守的配方的广义相对论辐射转移在多个空间维度,其相关性的核心坍缩超新星模拟描述。
2004-04-13 astro-ph gr-qc