Time-Dependent 3D Magnetohydrodynamic Pulsar Magnetospheres: Oblique Rotators
目前脉冲星磁层模型的最新发展是假设磁层等离子体的无力极限。该极限仅保留了等离子体速度的部分信息，忽略了等离子体惯性和温度。我们进行了与时间相关的三维相对论磁流体动力学（MHD）模拟倾斜脉冲星磁层，通过保留完整的等离子体速度信息和捕获强电流层中的等离子体加热来改善无力。我们发现相当低的磁层耗散水平，不到10%的脉冲星自旋能量耗散在几个轻圆柱半径，和MHD自旋是一致的，在力自由。虽然倾斜磁层在性质上类似于大半径下的旋转分裂磁层无力解，但我们发现与分裂磁层有实质性的定量差异，例如，脉冲星风的光度在赤道上比分裂风更集中，在高光度时，气流的速度被指向电流片的重联流的出现所改变。
2013-06-04 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Relativistic hydrodynamics of a charged fluid from Myers-Pospelov Lorentz-Violating Electrodynamics
Sao Carlos Institute of Physics, University of Sao Paulo（圣保罗大学圣卡洛斯物理研究所）
本文从Myers-Pospelov洛伦兹破坏电动力学出发，利用Wigner形式体系和Noether定理推导出含洛伦兹破坏修正的相对论磁流体动力学方程，揭示了类空背景下的各向异性效应。
2026-11-04 astro-ph.HE
Relativistic Dissipative Magnetohydrodynamics for accretion disks
Instituto de Física, Universidade Federal Fluminense (UFF)（弗鲁米嫩塞联邦大学物理研究所）
该研究利用矩方法从玻尔兹曼-弗拉索夫方程推导稀薄电子-离子气体的相对论磁流体动力学理论，得到包含横向等剪切应力分量的扩展框架，在线性区揭示其消防水带不稳定性及对吸积盘动力学的潜在影响。
2025-11-13 astro-ph.HE
The Role of the Equation of State in Resistive Relativistic Magnetohydrodynamics
我们已经研究了状态方程在电阻相对论磁流体力学中的作用，使用一个新开发的电阻相对论磁流体动力学代码。在一维和多维的数值试验进行了一些，以检查新的代码的鲁棒性和准确性。该代码通过了所有测试的情况下，涉及小和大的均匀电导率。介绍了与单组分理想相对论气体近似的物态方程。从选定的数值试验，使用不同的状态方程的结果进行了比较。主要结论是，状态方程的选择以及电导率的值可以导致相当大的动力学差异的模拟涉及冲击，不稳定性，和磁重联。
2013-01-25 astro-ph.HE gr-qc
General Relativistic Magnetohydrodynamic and Monte Carlo Modeling of Sagittarius A*
我们提出的结果的物理空间和参数的吸积盘的人马座A* 的模型，以及其出射光谱的模拟。这始于HARM，一个二维广义相对论磁流体动力学（GRMHD）模型，专门用于演化黑洞周围的空间。然后，来自HARM的数据被输入到2D蒙特卡罗（MC）代码中，该代码生成并跟踪发射的光子，允许在它们逃离体积之前进行吸收和散射。
2010-11-05 astro-ph.HE
Generalized Magnetofluid Connections in Relativistic Magnetohydrodynamics
将磁连接的概念推广到非理想相对论磁流体等离子体。采用相对论性磁流体动力学的一般方程组，包括热惯性，热电动势，霍尔和电流惯性效应，我们推导出一个新的协变连接方程显示广义磁流体连接的存在，保持在无耗散等离子体动力学。这些连接与统一电磁场和流场的一般反对称张量密切相关，允许将磁连接概念扩展到更广泛的概念。
2015-02-26 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
bhlight: General Relativistic Radiation Magnetohydrodynamics with Monte Carlo Transport
我们提出了bhlight，一个数值方案求解广义相对论辐射磁流体动力学（GRRMHD）方程组使用的频率依赖的辐射输运方程的直接Monte Carlo解。bhlight的目的是发展黑洞吸积流在中间吸积率，在经典的辐射有效的磁盘和辐射无效的吸积流（RIAF）之间的制度，其中全球辐射效应发挥次主导，但不可忽略的作用，磁盘动力学。我们描述的控制方程，数值方法，特质，我们的实施，以及一套测试和收敛结果。我们还描述了辐射的Bondi吸积和一个缓慢吸积克尔黑洞在轴对称的例子应用。
2015-05-19 astro-ph.HE
Dissipative relativistic magnetohydrodynamics of a multicomponent mixture and its application to neutron stars
我们制定的非超流多组分磁化带电相对论混合物的流体动力学方程，考虑到化学反应以及粘度，扩散，热扩散和热导率的影响。所得到的方程具有相当简单的形式并且可以容易地应用，例如，用于研究中子星的磁热演化。我们还建立了我们的形式主义和文献中已知的结果之间的联系，并表示通过从微观理论计算的动量传递率的现象扩散系数。
2020-06-17 astro-ph.HE
A General Relativistic Magnetohydrodynamic Model of High Frequency Quasi-periodic Oscillations in Black Hole Low-Mass X-ray Binaries
本文对黑洞低质量X射线双星的高频准周期振荡现象提出了一种可能的解释。通过求解微扰广义相对论磁流体动力学方程组，我们发现了具有环形磁场的吸积盘中Alfven波的两个稳定模。我们认为，这两种模式可能会导致双高频QPO，如果它们产生的过渡区之间的内部平流占主导地位的吸积流和外部薄盘。这个模型自然地解释了QPO的上下频率的3：2关系，以及黑洞质量和QPO频率之间的关系。
2010-03-26 astro-ph.HE
Gmunu: Paralleled, grid-adaptive, general-relativistic magnetohydrodynamics in curvilinear geometries in dynamical spacetimes
我们提出了一个更新的广义相对论多重网格数值（Gmunu）代码，一个并行化的，多维曲线，广义相对论磁流体动力学代码与一个有效的非线性细胞为中心的多重网格（CCMG）椭圆形求解器，这是完全耦合与一个有效的基于块的自适应网格细化模块。目前，Gmunu能够用多重网格方法在共形平坦条件（CFC）近似下求解椭圆度规方程，并通过高分辨率激波捕获有限体积方法求解理想广义相对论磁流体动力学方程，参考度规公式在Carnival，圆柱或球形几何中多维化。为了保证在演化过程中不出现磁单极子，我们发展了一种利用多重网格求解器的椭圆发散清理方法。在本文中，我们提出的方法，完整的演化方程和实现细节，我们的代码Gmunu和它的属性和性能在一些基准和具有挑战性的相对论磁流体力学问题。
2021-09-10 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Exact formulations of relativistic electrodynamics and magnetohydrodynamics with helically coupled scalar field
针对含螺旋耦合标量场的流体、标量场与电磁场三组分系统，推导协变、ADM及完全非线性精确微扰三种表述，并给出宇宙学背景下的弱引力极限。
2023-04-21 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Test particles in relativistic resistive magnetohydrodynamics
黑洞吸积程序（BHAC）最近得到了扩展，能够根据电阻性相对论磁流体力学模拟中的洛伦兹力演化带电测试粒子。我们应用这种方法来发展粒子的重连电流片，形成由于合并的两个磁通量管在二维闵可夫斯基时空。这是第一次在电阻相对论磁流体力学模拟带电测试粒子的演变分析。100.000电子的合奏的能量分布进行了分析，以及粒子的加速在等离子体团中形成的重连层。的Lundquist数，磁化强度，和等离子体- $β$粒子能量分布的影响进行了探讨的范围内的天体物理学相关参数。我们发现，在所有情况下，电子加速到非热能的薄电流片。我们发现两个独立的加速制度：指数增加的洛伦兹因子在岛合并的加速度线性依赖于电阻率和高变异性的非线性阶段。这些结果对于确定黑洞吸积盘和喷流的能量分布和加速位置，以及在大尺度磁流体力学模拟中获得辐射图具有重要意义。
2019-02-06 astro-ph.HE
Exact solution of the relativistic magnetohydrodynamic equations in the background of a plane gravitational wave with combined polarization
在任意极化的平面引力波度规（PGW）背景下，得到了各向异性磁激活等离子体自洽相对论磁流体动力学方程的精确解.结果表明，在引力波振幅的线性近似下，只有PGW的$\mathbf{e_+}$极化与磁激活等离子体相互作用。
2011-01-09 astro-ph.HE gr-qc math-ph
Magnetohydrodynamics of Chiral Relativistic Fluids
我们研究了带电相对论费米子等离子体在非常高的温度$T\gg m$，其中$m$是费米子质量，耦合到电磁场的动力学。特别是，我们得到这样的等离子体的演化的磁流体动力学描述。我们表明，相比传统的MHD的非相对论粒子的等离子体，流体动力学描述的相对论等离子体涉及新的自由度所描述的伪标量场起源于一个本地的不对称性的密度的左手和右手费米子。这个场可以解释为有效的轴子场。考虑到手征异常，我们提出的动力学方程的演变，以及其他领域出现在MHD描述的等离子体。由于它与螺旋磁场的非线性耦合，轴子场对磁化等离子体的动力学有显著的影响，并能产生一种新型的逆级联。
2015-04-19 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Development and Application of Numerical Techniques for General-Relativistic Magnetohydrodynamics Simulations of Black Hole Accretion
我们描述了复杂的数值技术的实现在雅典娜++代码框架中的广义相对论磁流体动力学模拟。许多现有的代码的改进，包括使用先进的黎曼解算器和交错网格约束运输。结合计算性能和并行可扩展性的考虑，这些使我们能够调查黑洞吸积流前所未有的准确性。通过探索磁制动盘的代码的能力证明。
2019-06-24 astro-ph.HE
Magnetic reconnection with a 0.1 rate: Effective resistivity in general relativistic magnetohydrodynamics
Canadian Institute for Theoretical Astrophysics（加拿大理论天体物理研究所）；Department of Physics, University of Toronto（多伦多大学物理系）；David A. Dunlap Department of Astronomy & Astrophysics, University of Toronto（多伦多大学大卫·邓拉普天文与天体物理系）；Perimeter Institute for Theoretical Physics（理论物理前沿研究所）；Department of Astronomy, Columbia University（哥伦比亚大学天文学系）；Center for Computational Astrophysics, Flatiron Institute（平顿研究所计算天体物理学中心）；Department of Physics, University of Maryland（马里兰大学物理系）；Princeton Center for Theoretical Science and Department of Astrophysical Sciences, Princeton University（普林斯顿大学理论科学中心和天体物理科学系）；Anton Pannekoek Institute（安东·潘内克研究所）
该研究通过引入有效电阻率模型，展示了相对论磁流体动力学在模拟磁重联速率方面的能力，特别是在中子星和黑洞磁osphere中的应用。
2026-01-05 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Efficient Acceleration of Relativistic Magnetohydrodynamic Jets
活动星系核、星系微类星体和伽马射线暴中的相对论喷流被广泛认为是由黑洞吸积系统驱动的，尽管从坡印亭到粒子动能通量的转换机制仍然是开放的。最近详细的数值和分析研究的全球结构的稳定，轴对称磁流体动力学（MHD）流与特定的边界条件下，没有复制快速的能量转换所需的观测。为了找到更合适的边界条件，我们把重点放在沿极向磁场线内的外部边界的流动，没有处理跨场力平衡的细节。我们发现一些例子的极向场结构和相应的外部压力的轮廓，有效和快速的能量转换所需的观测，和快速加速需要快速降低的外部压力以上的吸积盘。我们还阐明了磁流体流动的快磁音速点与拉伐尔喷管音速点的区别。
2013-06-18 astro-ph.HE
Exact nonlinear solutions for three-dimensional Alfvén-wave packets in relativistic magnetohydrodynamics
当局部流体静止坐标系（$b$）中的总磁场强度为常数时，大振幅、非平面Alfvén波（AW）包是相对论MHD方程的非线性精确解.我们推导了脉动速度分量与磁场分量之间的解析表达式。我们还表明，这些常数- $b$ AWs在相对论Alfvén速度下无畸变地传播，并且永远不会变陡成激波。这些发现和观测到的丰富的大振幅，恒定的$b$ AWs在太阳风表明，这种波可能存在于相对论外流周围紧凑的天体物理对象。
2021-06-01 astro-ph.HE physics.plasm-ph
General Relativistic Magnetohydrodynamic Simulations of Accreting Tori: Resolution Study
本文通过二维广义相对论辐射磁流体动力学模拟，研究了非旋转恒星质量黑洞周围吸积盘在不同网格分辨率下的演化，确定了产生稳定湍流盘的合适分辨率，并分析了分辨率对吸积率、磁化、物理量通量及磁重联产生等离子体团的影响。
2024-03-24 astro-ph.HE
General Relativistic Magnetohydrodynamic Bondi--Hoyle Accretion
本文用相对论方法研究了运动Kerr黑洞轴对称磁流体力学Bondi-Hoyle吸积。采用高分辨率激波捕捉方法求解广义相对论磁流体力学方程组。在这种处理中，我们考虑理想的MHD极限。在这项研究中感兴趣的参数是绝热常数$Γ$，渐近声速$c_{s}^{\infty}$和等离子体β参数$β_{P}$。我们集中调查的参数制度，其中流动是超音速，或当$v_\infty \ge c_{s}^{\infty}$。在某些情况下，亚音速渐近流被认为是比较的目的。我们研究了总能量和动量的吸积率，以及流体动力学能量和动量的吸积率。在这项研究中提出的模型表现出的物质密度耗尽的黑洞，往往真空$(ρ_0=0)$在收敛测试的下游区域。这一特征是由于磁场的存在，更具体地说，磁压力，并没有看到在以前的纯流体动力学研究。
2010-11-15 astro-ph.HE
Gravito-magnetic instabilities of Relativistic Magnetohydrodynamics
本文在相对论磁流体力学（MHD）的两种背景下研究了具有定向磁场的静态均匀介质的重磁不稳定性：第一种是具有后牛顿（PN）修正的MHD，第二种是具有弱引力的特殊相对论（SR）MHD。在PN MHD中的分析是在不考虑时间规范条件的情况下进行的，因此结果是规范不变的。对内能、压强、声速和Alfvén速度的PN修正降低了临界（Jeans）波长。{All相对论效应倾向于使系统不稳定。虽然弱引力下的SR MHD是在调和规范下给出的，但在引力存在时，稳定性分析严格符合牛顿阶。在没有重力的情况下，SR MHD与规范条件无关。我们提出了在这两种情况下的平面波速度和稳定性准则。
2020-10-04 astro-ph.HE gr-qc
An HLLC Riemann Solver for Resistive Relativistic Magnetohydrodynamics
提出了一种新的近似黎曼解的电阻相对论磁流体动力学（RRMHD），属于家庭的Harten-Lax-van Leer接触波（HLLC）求解器的增广系统的方程。在HLLC求解器中，解近似为两个恒定状态，两侧是由接触波分离的两个冲击。新的近似求解器的精度校准通过一维和二维测试问题。
2018-05-30 astro-ph.HE astro-ph.IM astro-ph.SR
Rarefaction wave in relativistic steady magnetohydrodynamic flows
我们构建和分析的相对论稳态磁流体动力学（MHD）稀疏时引起的平面对称流（一个可缩放的笛卡尔坐标）传播下的外部压力分布的急剧下降的模型。使用自相似的方法，我们推导出一个系统的常微分方程描述的流动动力学。在一个初始均匀流的特定限制，我们也提供了分析结果和准确的标度律。我们认为，作为一个推广以前的牛顿和流体动力学的解决方案已经在文献中的限制。该模型包括磁场和体积流速度的所有组件，其作用进行了探索与参数研究。
2014-07-18 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Three-Dimensional Relativistic Magnetohydrodynamic Simulations of Current-Driven Instability. III. Rotating Relativistic Jets
通过三维相对论磁流体动力学模拟研究了射流旋转和差动运动对无力螺旋磁平衡的电流驱动（CD）扭结不稳定性的线性和非线性发展的影响。在这项研究中，我们遵循的时间发展周期性的计算框内。初始螺旋磁场的位移导致CD扭结不稳定性的增长。我们发现，与线性稳定性理论一致，不稳定性的发展依赖于极向磁场的横向分布。如果极向场从轴向外显著减小，则初始小扰动强烈地增长，并且如果多个波长被激发，则非线性相互作用最终破坏初始圆柱形配置。当极向场的轮廓较浅时，不稳定性发展缓慢并最终饱和。我们简要地讨论了我们的研究结果的影响坡印廷占主导地位的飞机。
2012-07-20 astro-ph.HE gr-qc
Modification of magnetohydrodynamic waves by the relativistic Hall effect
通过推导相对论霍尔磁流体动力学（HMHD）的线性色散关系，研究表明相对论霍尔效应显著改变了波的传播特性。而在非相对论HMHD中，快磁声波的相速度和群速度随着霍尔效应的增大而变得各向异性，相对论霍尔效应给各向异性带来了上界。具有强霍尔效应的Alfveén波群速度也变得比非相对论情况下的各向异性小。此外，阿尔文和快波的群速度表面在与周围磁场接近垂直的方向上合并成一个单一的表面。同样值得注意的是，相对论HMHD的特征标度长度取决于离子温度、磁场强度和密度，而非相对论HMHD标度长度，即，离子趋肤深度仅取决于密度。修正后的特征标度长度随着离子温度的增加而增加，随着磁场强度的增加而减小。
2017-07-12 astro-ph.HE physics.plasm-ph physics.space-ph
Resistive relativistic magnetohydrodynamics without Amperes Law
本文提出基于高阶形式对称性的电阻相对论磁流体力学描述，利用广义对偶法拉第张量在不使用安培定律的情况下进行模拟，从而避免高电导率极限下的刚性问题，并通过二阶修正保证因果性。
2025-09-09 astro-ph.HE hep-ph hep-th
Synchrotron-Regulated Relativistic Magnetohydrodynamic Turbulence: Emission, Polarization, and Faraday Rotation
Princeton University（普林斯顿大学）；Columbia University（哥伦比亚大学）；Flatiron Institute（平顿研究所）；University of Maryland（马里兰大学）；Stanford University（斯坦福大学）
该研究通过相对论磁流体动力学模拟结合同步辐射冷却，探究高能天体物理系统中湍流与辐射的关联，发现模拟结果与快速射电暴等天体观测定性相似，揭示湍流在高能天体源辐射及传播效应中的重要作用。
2026-08-18 astro-ph.HE
Ideal Magnetohydrodynamic Simulations of Low Beta Compact Toroid Injection into a Hot Strongly Magnetized Plasma
我们目前的结果从三维理想磁流体动力学模拟低$β$紧凑环（CT）注入到一个热的强磁化等离子体，目的是提供洞察CT燃料托卡马克与ITER（国际热核聚变实验堆）的相关参数。根据CT注入速度和CT与背景磁场比确定了一个制度，该制度似乎有希望用于精确的堆芯加燃料。冲击占主导地位的政权，这可能是不利的托卡马克燃料，也确定。CT穿透深度与CT注入速度和密度成正比。整个CT演化可分为三个阶段：（1）初始穿透，（2）沿传播方向压缩并与背景磁场重连，以及（3）静止并沿垂直于注入方向扩散。由于CT穿过背景等离子体的快速通过时间，未观察到CT倾斜。
2009-06-25 astro-ph.HE physics.comp-ph physics.plasm-ph
General-relativistic resistive-magnetohydrodynamics simulations of self-consistent magnetized rotating neutron stars
University of New Hampshire（新罕布什尔大学）；Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；University of Illinois Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；National Center for Supercomputing Applications, University of Illinois Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校超级计算应用国家中心）；Academy of Athens（雅典科学院）；Universitat de Valéncia（瓦伦西亚大学）；Niels Bohr International Academy, Niels Bohr Institute（尼尔斯·玻尔国际学院，尼尔斯·玻尔研究所）；The Chinese University of Hong Kong（香港中文大学）；University of the Ryukyus（冲绳大学）
研究电阻对中子星动态演化及准平衡态的影响，揭示电阻对磁流体不稳定性发展和引力波幅度的抑制作用。
2025-02-20 astro-ph.HE gr-qc
Relativistic magnetohydrodynamics in one dimension
我们推导出了相对论磁化等离子体一维动力学的一些解，这些解可以作为相对论流体动力学和磁流体动力学数值代码的基准估计。首先，我们分析了在相对论热等离子体中与磁场正交传播的快模简波的性质。磁压和动压服从不同的状态方程，因此系统表现为具有不同多变指数的气体的混合物。找到了热强磁化等离子体向真空膨胀的自相似解。其次，我们推导了描述冷磁化等离子体任意一维等熵相对论运动的相对论性Khalatnikov势的线性速端图方程和Darboux方程，并求出了它们的通解和特解。所得到的速端图和达布方程是非常强大的：系统的高度非线性，相对论性，时间依赖性方程描述任意（不一定自相似）动态的高度磁化等离子体减少到一个单一的线性微分方程。
2011-12-01 astro-ph.HE physics.comp-ph physics.flu-dyn
Group velocity and causality in standard relativistic resistive magnetohydrodynamics
由标准相对论性电阻MHD方程导出的等离子体中电磁波的群速度是超光速的。如果我们假设群速度代表信号的传播速度，我们就不得不担心因果关系问题。也就是说，可以诱导一些因果现象，例如信息传输到绝对过去和熵的自发减少。在这里，我们试图找到的因果现象，使用标准的电阻RMHD数值模拟的因果现象的建议情况。计算结果表明，即使在这种情况下，也没有因果效应发生。关于信息传输速度极限的数值结果与波列传播的线性理论是一致的。我们的结果保证我们可以使用这些方程没有问题的因果现象。
2011-09-08 astro-ph.HE
Dynamic alignment and plasmoid formation in relativistic magnetohydrodynamic turbulence
我们提出了高分辨率的二维和三维模拟磁化衰减湍流的相对论电阻磁流体力学。模拟结果表明，动态形成的大规模间歇性长寿命的电流片被破坏的撕裂不稳定性成等离子体链。这些电流片是增强的磁场耗散和等离子体加热的位置。我们发现磁场能量谱$\propto k^{-3/2}$，连同强烈明显的动态排列的Elsasser场和速度和磁场，强导场湍流，而我们检索谱$\propto k^{-5/3}$的情况下，弱导场。
2021-11-16 astro-ph.HE physics.plasm-ph
The physics of non-ideal general relativistic magnetohydrodynamics
我们考虑一个框架，非理想磁流体力学在广义相对论，特别注意所涉及的物理。讨论突出了微观物理（与给定的状态方程）和全球动态（从数值模拟的角度来看）之间的联系，并包括一个仔细考虑的假设，导致理想和电阻磁流体力学。我们特别注意的问题，当地的电荷中性，这往往是假设，但似乎是更多的参与比一般理解。虽然我们没有解决所有涉及的问题，但我们强调了一些假设和简化可以通过模拟进行测试。最终的公式在逻辑和物理上都是一致的，为新一代相关天体物理情景模型奠定了基础。
2021-08-19 astro-ph.HE gr-qc
A Magnetohydrodynamic Model of the M87 Jet I: Superluminal Knot Ejections from HST-1 as Trails of Quad Relativistic MHD Shocks
这是一系列论文中的第一篇，介绍了一种新的范式来理解M87中的喷流：一种准直的相对论性流，其中强磁场起着主导的动力学作用。在这里，我们集中在HST-1下游的流动-一个基本上是固定的耀斑功能，产生的超光速组件的痕迹。我们建议，这些组件是四相对论性磁流体动力学冲击前（前/反向快，慢模式）在一个狭窄的喷流与螺旋扭曲的磁结构。我们用简单的一维数值模拟来证明这种冲击的性质。类似成分尾迹的准周期喷射可能是在下游100 - 1，000 pc尺度上观察到的M87喷流子结构的原因。这种新的范式需要吸收一些新的概念到天体物理喷流社区，特别是慢/快模式波/冲击和电流驱动的螺旋扭结不稳定性的行为。然而，这些想法应用于大量其他喷气系统的前景可能使这一努力值得。
2010-08-20 astro-ph.HE
Long-term evolution of neutron-star merger remnants in general relativistic resistive-magnetohydrodynamics with a mean-field dynamo term
在完全广义相对论下，对由大质量中子星和由双中子星合并形成的环面组成的系统进行了长期中微子辐射连续磁流体动力学模拟。模拟是在轴对称结合一个平均场发电机项假设放大的磁场强度。我们首先通过比较黑洞-盘系统演化的结果与粘性流体力学的结果来标定平均场发电机参数。然后，我们进行模拟的系统的残余大质量中子星和环面。在粘性流体动力学的情况下，质量喷射主要发生在围绕着大质量中子星的环面上。在新的模拟中的总喷出物的质量和电子分数是类似的粘性流体动力学的情况下。然而，全球磁场引起的磁流体动力学效应可以显著提高喷出物的速度。
2021-09-17 astro-ph.HE
Compressible Relativistic Magnetohydrodynamic Turbulence in Magnetically-Dominated Plasmas And Implications for A Strong-Coupling Regime
在这封信中，我们报告可压缩模式的影响，相对论磁流体动力学（RMHD）湍流坡印廷占主导地位的等离子体使用3维数值模拟。采用Cho & Lazarian（2002）的模式分解方法，将湍流中的涨落分解为快、慢和Alfvén三种MHD模式，并分别分析了它们的能谱和结构函数。分析了可压缩模态能量与Alfvén模态能量之比随其马赫数的变化关系。结果表明，可压缩模的比例不仅随Alfvén马赫数的增大而增大，而且随背景磁化强度的增大而增大，这表明在坡印廷主导的等离子体中，快模和Alfvén模之间存在强耦合，并出现了不同于非相对论MHD情形的新的RMHD湍流区.这一发现将影响通过假设Alfvénic临界平衡湍流获得的粒子加速效率，并将改变由非热电子产生的光子谱。
2016-10-17 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.flu-dyn
Causality Bounds on Dissipative General-Relativistic Magnetohydrodynamics
本文推导了在弯曲时空中具有扩散效应的 Braginskii 磁流体动力学相对论推广满足因果性和强双曲性的充要条件，发现因果性严格限制了非理想效应和动力学不稳定性，对评估超大质量黑洞附近等离子体模拟的有效范围至关重要。
2024-08-30 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
General-Relativistic Magnetohydrodynamic Equations: the bare essential
本文简要概述了广义相对论磁流体动力学方程在现代数值代码中的守恒形式，重点介绍3+1分解下的方程组，用于模拟中子星碰撞和黑洞吸积等大规模等离子体动力学。
2024-04-22 astro-ph.HE gr-qc
General relativistic magnetohydrodynamics simulations for binary neutron star mergers
本文综述2008至2024年间约四十次广义相对论磁化双中子星并合模拟，全面审视磁流体动力学效应，以预测和解释并合现象。
2024-05-27 astro-ph.HE gr-qc
Reconstructing Relativistic Magnetohydrodynamics with Physics-Informed Neural Networks
Harvard College（哈佛大学）；Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences（哈佛约翰·A·保尔森工程与应用科学学院）；Institute for Advanced Study（高等研究院）；OpenAI
本文提出了一种基于物理信息神经网络的RMHD重构方法，通过混合偏微分方程和数据驱动方法，实现了对RMHD动态的高效预测与误差控制。
2025-12-28 astro-ph.HE gr-qc physics.comp-ph
A Roe-type Riemann solver based on the spectral decomposition of the equations of Relativistic Magnetohydrodynamics
在最近的一篇论文（Antón et al. 2010）中，我们导出了相对论性MHD方程雅可比矩阵的左右本征向量集，这些本征向量集在任何物理状态（包括简并状态）下都是正则的，并且跨越了一个完整的基。我们提出了一个总结的主要步骤，在上述推导和数值实验进行了线性化（Roe型）黎曼求解器，我们已经开发，和一些注意的（非）凸性质的相对论MHD方程。
2010-12-11 astro-ph.HE math-ph math.MP
Relativistic Dissipative Magnetohydrodynamics from the Boltzmann equation for 2-particle species gas
Universidade Federal Fluminense (UFF)（弗卢米嫩塞联邦大学）
本文通过玻尔兹曼方程推导出相对论耗散磁流体动力学方程，揭示了磁场下流体动力学的非平凡行为及剪切应力张量的复杂演化。
2026-02-24 astro-ph.HE hep-th
Magnetohydrodynamic waves excited by a coupling between gravitational waves and a strongly magnetized plasma in binaries of neutron stars
中子星的并合是地面干涉探测器能够探测到的引力波源之一。事件GW 170817是第一次在引力和电磁波谱中观察到的，通过这种联合分析显示出与短伽马射线暴（sGRB）模型的某种兼容性，以解释该系统的签名。由于中子星的强磁场，等离子体磁层保持强磁化，GW通过等离子体的传播可以激发磁流体动力学（MHD）模式，如Alfvén和磁声波。MHD模式通过等离子体携带能量和动量，表明在双星合并过程中加速物质的机制，解释了sGRB火球模型的一些特征。我们提出了一个半解析的形式主义，以确定的GW-MHD相互作用期间的恒星的inspiral阶段的能量转移。利用GW 170817的物理参数，我们证明了当背景磁场与GW传播方向成$θ= π/ 4$角时，在Alfvén模（磁声模）下，等离子体中的能量可以达到最大值$\sim 10^{35}\,{\rm J}$（$\sim 10^{32}\,{\rm J}$）.特别地，对于$θ= π/ 2$，只有磁声模式与GW相干。在这种情况下，等离子体中的激发能量达到最大值$\sim 10^{36} {\rm J}$。如果事件GW 170817的前身表面上的磁场是$\sim 2\times 10^{9}\,{\rm T}$，那么可以获得与GRB 170817 A推断的能量相当的能量。特别是，我们的半解析形式主义与其他作者通过完整的广义相对论磁流体动力学（GRMHD）模拟得到的结果…
2020-08-04 astro-ph.HE gr-qc
Magnetohydrodynamic-guiding-center-particle-in-cell Method for Multiscale Plasma Kinetic Simulations
本文提出MHD-gPIC方法，在Athena++中实现引导中心近似下的粒子处理，用于研究陀螺共振不重要系统中的粒子加速与输运，并初步探索非相对论磁重联中的粒子加速。
2025-10-16 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
Two-Fluid Magnetohydrodynamic Simulations of Relativistic Magnetic Reconnection
利用相对论双流体磁流体动力学（MHD）程序研究了正负电子对等离子体中相对论磁重联的大尺度演化。我们引入种间摩擦力作为有效电阻率来耗散磁场。我们证明了磁重联在我们的双流体系统中成功地发生，并在后期涉及Petschek型分叉电流层。我们进一步观察到一个准稳态的演化由于一个开放的边界条件，并发现Petschek型结构是稳定的，在很长的时间内。模拟结果和理论分析表明，Petschek流出通道变窄时，重联流入包含更多的磁能，如前所述。同时，我们发现在极端情况下重连率上升到~1，这比以前认为的要快。的电阻率的作用，影响重联模型中的磁主导的限制，和相关的动力学重联工作进行了讨论。
2009-04-24 astro-ph.HE astro-ph.SR
Iharm3D: Vectorized General Relativistic Magnetohydrodynamics
University of Illinois at Urbana–Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；Illinois Center for Advanced Studies of the Universe（伊利诺伊高级宇宙研究中心）；Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）；University of California Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）
Iharm3D是开源C代码，用于模拟黑洞吸积系统，基于HARM算法实现，去除辐射传输部分，能在任意坐标的笛卡尔网格上求解理想GRMHD方程，为研究提供了有效工具。
2026-07-27 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.plasm-ph
Imbalanced Relativistic Force-Free Magnetohydrodynamic Turbulence
当磁能密度远大于物质的磁能密度时，如在脉冲星/黑洞磁层中，介质变成无力的，我们需要相对论来描述它。在非相对论磁流体力学（MHD）中，相对论极限下的Alfvénic MHD湍流可以用逆行波包的相互作用来描述。本文数值研究了这种环境中的强不平衡MHD湍流。这里，不平衡湍流意味着在一个方向上行进的波（主波）具有比相反的行波（次主波）更高的振幅。我们发现：（1）主波的频谱比次主波的频谱陡，（2）主波的各向异性比次主波的各向异性弱，（3）主波和次主波的磁能密度之比对能量注入率之比的依赖性比二次依赖性陡（即，b_+^2/b_-^2 \propto（ε_+/ε_-）^n（n>2）。这些结果与不平衡非相对论Alfvénic湍流的结果一致。这与先前报道的相对论性和非相对论性平衡磁湍流的相似性很好地对应。
2013-12-20 astro-ph.HE physics.plasm-ph physics.space-ph
Kinetic magnetohydrodynamics and Landau fluid closure in relativity
Princeton University（普林斯顿大学）；Institute for Advanced Study（高等研究院）
本文提出一种相对论框架下的弱碰撞等离子体模型，通过推导漂移动能方程，引入新的兰道流体闭合方法，以捕捉相对论等离子体的各向异性热流。
2026-11-09 astro-ph.HE gr-qc physics.plasm-ph
A general relativistic magnetohydrodynamics extension to mesh-less schemes in the code GIZMO
针对无网格方法缺乏广义相对论磁场的问题，研究在GIZMO代码中提出了首个无网格广义相对论磁流体力学（GRMHD）方案，通过引入双曲散度清理程序并经多种基准测试验证，实现了对黑洞吸积盘的高精度模拟。
2025-06-18 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.comp-ph
Yet Another Modification of Relativistic Magnetohydrodynamic Waves: Electron Thermal Inertia
本文研究了相对论扩展磁流体力学（RXMHD）中的波的性质，包括霍尔效应和电子热惯性效应。我们重点讨论的情况下，当电子的温度是超相对论的，因此，电子的热惯性成为有限的质子惯性尺度附近。我们导出了RXMHD的线性色散关系，发现Hall效应和电子热惯性效应与位移电流耦合，产生了慢波、快波和Alfvén波之外的三种超光波.我们还表明，相位和群速度表面的快速和阿尔文波被扭曲的霍尔和电子热惯性效应。存在一个尺度范围，其中快波的群速度小于阿尔文和慢波的群速度。这些发现适用于低光度吸积流的漏斗底部附近的区域，在那里电子可以是超相对论的。
2022-05-17 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Full Transport General Relativistic Radiation Magnetohydrodynamics for Nucleosynthesis in Collapsars
我们用全输运、频率依赖、广义相对论辐射磁流体力学模型模拟了一个致密黑洞-吸积盘系统。我们研究是否风从一个星盘可以进行快速中子捕获（r-过程）核合成，并显着贡献太阳r-过程丰度。我们发现，准确的运输列入外流有显着的影响，提高电子分数以上$Y_{\rm e} \sim 0.3$，并防止第三峰r-过程材料被合成。我们分析了时间演化的中微子过程和电子分数的磁盘，并提出了一个简单的一维模型出现的垂直结构。我们比较我们的模拟半分析的期望，并认为，准确的中微子运输和现实的初始和边界条件，需要捕捉的动力学和核合成的结果的一个星。
2020-09-02 astro-ph.HE gr-qc
Revisiting relativistic magnetohydrodynamics from quantum electrodynamics
在$(3+1)$维量子电动力学的基础上，给出了相对论性磁流体力学的统计力学推导，该系统具有磁单形对称性.守恒律和本构关系是在一个显着的协变方式相对于一般的坐标变换。局部Gibbs系综（或非平衡统计算子）方法与热力学泛函的路径积分公式相结合，使我们能够得到本构关系的精确形式。应用导数展开的精确公式，我们推导出相对论磁流体力学的一阶本构关系。保持宇称和电荷共轭对称性的QED等离子体的结果是配备了两个电折射率和五个（三个体和两个剪切）粘度。我们还表明，这些输运系数满足Onsager的倒数关系和一组不等式，表明半积极的熵产生率符合当地的热力学第二定律。
2022-01-17 astro-ph.HE cond-mat.stat-mech hep-ph
Dissipative superfluid relativistic magnetohydrodynamics of a multicomponent fluid: the combined effect of particle diffusion and vortices
我们制定耗散磁流体动力学方程的有限温度超流和超导带电相对论混合物，考虑到粒子扩散的影响和可能存在的Feynman-Onsager和/或Abrikosov涡系统。该方程依赖于一些现象学的传输系数，其中描述，特别是，相对运动的不同粒子种类和它们与涡的相互作用。我们演示了如何将这些传输系数的相互摩擦参数和动量传递率在微观理论中产生的。由此产生的方程可以用来研究，在一个统一的和连贯的方式，非常广泛的现象与动力学过程中的中子星，例如，磁热演化、恒星振荡和阻尼以及中子星中各种流体动力学不稳定性的发展和抑制。
2021-11-01 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Effective Field Theories in Magnetohydrodynamics
本文回顾了湍流等离子体中磁场演化的最新进展，强调运动方程重整化、自发随机性及用磁路径线替代磁场线等方法，指出磁流体动力学方程应被视为参数随尺度变化的有效场理论，并以磁重联问题为例进行了说明。
2025-04-29 astro-ph.HE physics.plasm-ph
