Radiative Transfer in Star Formation: Testing FLD and Hybrid Methods
比较了在恒星形成流体动力学计算中常用的两种辐射转移算法：灰通量限制扩散算法和混合算法，并与Monte-Carlo辐射转移程序MOCASSIN的计算结果进行了比较。在盘状密度结构的混合计划执行显着优于FLD方法在光学薄的区域，在光学厚的区域具有可比的结果。在形成高质量恒星的情况下，我们发现FLD方法大大低估了辐射压力的约100倍。
2012-08-30 astro-ph.SR
Comoving-frame radiative transfer in arbitrary velocity fields -- II. Large scale applications
在以前的论文中介绍的任意速度场的辐射传输问题的解决方案，在其适用性方面有局限性。对于大规模应用，所描述的方法还需要通常不可用于现有技术的计算硬件的大存储器集合。在这项工作中，我们修改的算法，允许计算大规模的问题。我们通过区域分解来减少内存占用。通过引入迭代Gauss-Seidel型求解器，我们提高了整体计算的速度。由于区域分解，新算法需要使用并行计算系统。我们提出的算法允许大规模的解决方案，包括任意波长的耦合辐射传输问题。此外，我们发现了一个准解析的正式解决方案的辐射转移，显着提高了整体的计算速度。更重要的是，这种方法确保了我们的算法可以应用于多维拉格朗日辐射传输计算。在多维大气中，速度场通常是混沌的，因此必须包含任意波长的耦合。
2009-09-23 astro-ph.SR
Solution of NLTE Radiative Transfer Problems Using Forth-and-Back Implicit Lambda Iteration
本文简要介绍了一种收敛速度极快的迭代法--前后隐式Lambda迭代法（FBILI）的基本思想，并列举和讨论了该方法在各种RT问题中的应用。
2011-05-24 astro-ph.SR
A 3D radiative transfer framework: XII. Many-core, vector and GPU methods
3D详细的辐射转移在计算上是繁重的，因为辐射转移方程的解涉及遍历3D域的六维相空间。对于现代超级计算机，可用于挂钟加速的硬件正在迅速变化，主要是为了响应最小化电力成本的要求。考虑到现代计算架构的多样性，我们的目标是为不同的计算架构开发和调整算法，以提高各种平台上的性能。我们使用MPI、OpenMP、OpenACC和矢量算法实现了用于解决三维辐射转移问题的主要耗时内核，这些问题适用于截然不同的计算架构。自适应的算法大大提高了所有架构的速度，使非常大的模型计算变得可行。这些计算在以前被认为是不可能的或过于昂贵的。现代计算设备的有效使用是完全可行的，但不幸的是需要为它们实现专门的算法。
2021-02-04 astro-ph.SR
A 3D radiative transfer framework: VII. Arbitrary velocity fields in the Eulerian frame
本文给出了欧拉坐标系下三维任意速度场辐射传输问题的一种解法。该方法在我们的三维辐射转移框架中实现，并用于PHOENIX/3D代码。通过与我们的经过良好测试的1D同向移动框架辐射转移代码进行比较来测试，其中单调速度场的处理在拉格朗日框架中实现。欧拉公式不需要太多额外的内存，并且可以在最先进的计算机上使用，甚至具有1000个波长点的大规模应用也是可行的。
2010-07-20 astro-ph.IM astro-ph.SR
A 3D radiative transfer framework IX. Time dependence
上下文与时间相关的3D辐射传输计算对于各种物体的建模非常重要，从超新星和新星到恒星变化和活动的模拟。此外，依赖于时间的计算可以用于通过时间弛豫获得3D辐射平衡模型结构。目标。我们扩展了我们的三维辐射转移框架，以包括辐射场的直接时间依赖性;即，在求解辐射转移问题时充分考虑了$\partial I/ \partial t$项。方法.我们建立在我们在本系列的前几篇论文中描述的框架上，并为$\partial I/\partial t$项开发了一个亚体素方法。结果我们测试的实施，通过比较我们的测试良好的一维时间相关的辐射转移代码在球对称的三维结果。一个简单的3D测试模型。结论.三维时间相关的辐射转移方法现在包括在我们的三维RT框架和PHOENIX/3D。
2012-09-25 astro-ph.IM astro-ph.SR
Discontinuous Galerkin finite element methods for radiative transfer in spherical symmetry
间断伽辽金有限元法（DG-FEM）被成功地应用于处理各种各样的输运问题的数值。在这项工作中，我们使用DG-FEM的全部能力来解决球对称的辐射转移方程。本文提出了一种直接求解球对称辐射转移方程二维问题的间断Galerkin方法。在球形大气中的输运方程比在平面平行的情况下更复杂，这是由于相对于极角的额外导数的出现。DG-FEM形式主义允许任意复杂的散射相函数的精确积分，独立于角网格分辨率。我们表明，不连续Galerkin方法是能够准确地描述扩展大气中的辐射转移，并捕捉不连续性或复杂的散射行为，可能存在于某些辐射转移任务的解决方案，因此，可能会导致严重的数值问题，其他辐射转移解决方案的方法。
2016-07-25 astro-ph.EP astro-ph.SR
Discontinuities in numerical radiative transfer
太阳和恒星大气的观测和磁流体动力学模拟揭示了物理参数（如磁场、温度和体速度）的间歇性行为或陡峭梯度。稳态辐射转移方程的数值解在这种情况下特别具有挑战性，因为标准数值方法在缺乏局部平滑性的情况下可能执行得非常低效。然而，对不连续介质中辐射转移方程的数值处理还缺乏严格的研究。这项工作的目的是暴露标准的收敛分析这个问题的局限性，并确定相关的问题。此外，进行了具体的数值试验。这表明大气物理参数的不连续性有效地导致辐射转移方程的一阶不连续性，从而降低解的精度并阻碍高阶收敛。此外，现有的不连续常微分系统的数值格式和插值技术的不连续离散数据的调查，评估其适用性的辐射转移问题。
2019-03-21 astro-ph.IM astro-ph.SR
Progress towards a 3D Monte Carlo radiative transfer code for outflow wind modelling
背景：膨胀恒星包层的辐射转移模拟是分析恒星包层的一项重要任务。为了解释不均匀性和偏离球对称性，有必要开发一种三维方法来进行辐射转移建模。目的：本文介绍了一个三维辐射转移的Monte Carlo模拟程序，其目的是利用统计平衡方程计算等离子体的电离和激发态，进而实现光子-物质耦合。作为第一步，我们提出了我们的蒙特卡罗辐射传输程序从头开始开发和测试。研究方法：背景模型大气（温度、密度和速度结构）可以使用称为模型网格（modGrid）的任意网格。辐射转移使用蒙特卡罗方法在笛卡尔网格中求解，称为传播网格（propgrid）。这个笛卡尔网格是基于modgrid的结构创建的;这两个网格之间的对应关系在计算开始时就设置好了，然后保持不变。propgrid可以是常规的，也可以是自适应的;测试了两种自适应网格模式。分析了不同螺旋桨网格的精度和计算速度。光子与物质的相互作用是使用露西的宏原子方法处理的。使用我们的代码的测试计算结果进行了比较，通过不同的蒙特卡罗辐射转移代码。结果如下：我们的方法和相关的程序的三维辐射转移使用Monte Carlo和macroatom方法提供了一个准确和可靠的解决方案的辐射转移问题，特别是有前途的包含和处理的三维非均匀性。
2022-12-21 astro-ph.IM astro-ph.SR
DELO-Bezier formal solutions of the polarized radiative transfer equation
本文提出了两种新的计算偏振辐射转移方程形式解的方法。在这项工作中，源函数和吸收矩阵近似使用二次和三次贝塞尔样条插值。这些方案分别提供二阶和三阶近似，并且不会受到多项式近似的不稳定行为（过冲）的影响。的准确性和收敛性的新方法进行了研究，随着其他流行的解决方案的辐射转移方程，使用恒星大气层的视线速度和磁场矢量的强烈梯度。
2012-12-12 astro-ph.IM astro-ph.SR
3D Radiative Transfer with PHOENIX
林德奎斯特利用广义相对论的方法推导出了在v/c中所有阶次都正确的辐射转移方程。Mihalas开发了一种方法的解决方案的重要情况下，单调的速度场与球对称。我们开发了广义大气程序PHOENIX，它在一维中采用Mihalas框架求解一维运动气流中的辐射转移方程（RTE）。我们描述了我们最近的工作，包括3-D的辐射传输在PHOENIX，特别是包括移动流，正是使用一种新的仿射方法。我们简要地讨论了超新星的定量光谱学。
2009-08-28 astro-ph.CO astro-ph.SR
Progress towards a 3D Monte Carlo radiative transfer code for outflow wind modelling: II. 3-D applications
Astronomical Institute of the Czech Academy of Sciences（捷克科学院天文研究所）；KU Leuven（荷语鲁汶大学）
本文提出了一种改进的3D蒙特卡洛辐射传输代码，用于处理任意几何结构的出流风建模，并验证了其在3D应用中的有效性。
2026-01-29 astro-ph.IM astro-ph.SR
Time-dependent radiative transfer with PHOENIX
目标。我们提出的第一个结果和测试的时间依赖性扩展的通用模型大气代码PHOENIX。我们的目标是为所有类型的超新星产生光变曲线和光谱的水模型。方法.我们扩展我们的模式大气程序PHOENIX，以解决时间相关的非灰色，NLTE，辐射转移在一个特殊的相对论框架。一个简单的流体动力学求解器，以跟踪自由膨胀过程中的大气能量守恒。结果PHOENIX新增加的设备的正确操作在测试计算中得到了验证。结论.我们已经证明了我们的扩展与时间相关的辐射转移的正确操作，并将能够计算超新星的光变曲线和光谱在未来的工作。
2009-07-09 astro-ph.IM astro-ph.SR
Formal Solutions for Polarized Radiative Transfer. II. High-order Methods
当积分偏振光的辐射转移方程时，高阶数值方法的必要性是众所周知的。事实上，性能良好的高阶形式求解器可以实现更高的精度和使用更粗糙的空间网格。为了提供正式求解器之间的明确比较，这项工作提出了不同的高阶数值方案，并应用了Janett等人提出的系统分析。（2017），强调了它们在精度，稳定性和计算成本方面的优点和缺点。
2017-09-05 astro-ph.SR physics.comp-ph
Numerical non-LTE 3D radiative transfer using a multigrid method
3D非LTE辐射转移问题在计算上要求很高，并且这对可以解决的问题的大小设置了限制。到目前为止，多级加速Lambda迭代（MALI）已经成为在多维问题中执行高分辨率计算的首选方法。MALI的缺点是其计算时间按$\mathcal{O}(n^2)$缩放，其中$n$为网格点的数量。当网格变得更细时，计算成本以二次方增加。我们的目标是开发一个3D非LTE辐射转移代码，比MALI更有效。我们实现了一个非线性多重网格，快速近似存储方案，到现有的Multi3D辐射转移代码。我们通过与MALI计算的比较来验证我们的多重网格实现。我们表明，多重网格可以在现实的问题，从三维辐射MHD模拟作为输入大气的快照。多重网格，我们得到了3.3 - 4.5倍的加速比MALI。使用全多重网格，速度提高到6倍。对于具有更多网格点和更细网格间距的输入大气，加速预计会增加。使用非线性多重网格方法求解3D非LTE辐射转移问题可以应用于实际大气，具有显著的加速。
2017-01-06 astro-ph.IM astro-ph.SR
Monte Carlo Radiative Transfer
我概述了计算方法的解决方案的蒙特卡罗辐射转移（MCRT）的散射，吸收和发射过程中的灰尘和气体，包括偏振。我提供了天体物理学应用方法的相关论文的参考书目。
2011-04-26 astro-ph.CO astro-ph.EP astro-ph.GA
Radiative Transfer as a Bayesian Linear Regression problem
电磁辐射在各种物理和化学过程中起着至关重要的作用。因此，几乎所有的天体物理模拟都需要某种形式的辐射转移模型。尽管在辐射转移算法及其实现方面有许多创新，但现实的辐射转移模型在计算上仍然非常昂贵，使得人们常常不得不求助于近似描述。这些模型的复杂性使得很难评估任何近似的有效性和量化模型结果的不确定性。这妨碍了科学的严谨性，特别是在将模型与观测进行比较时，或者将其结果用作其他模型的输入时。我们提出了一个概率数值方法来解决这些问题，通过治疗辐射转移作为贝叶斯线性回归问题。这使我们能够用相关概率分布的方差对模型输入和输出的不确定性进行建模。此外，这种方法自然使我们能够创建具有可量化精度的降阶辐射转移模型。这些是精确辐射转移模型的近似解，与经常使用的近似模型的精确解相反。作为第一个演示，我们得到一个概率版本的方法的特征，一种常用的技术来解决辐射转移问题。
2022-11-22 astro-ph.CO astro-ph.EP astro-ph.GA
