The dynamical mass ejection from binary neutron star mergers: Radiation-hydrodynamics study in general relativity
在日本“K”超级计算机上，首次采用更新的泄漏加传输方案，考虑中微子冷却和加热，对双中子星合并进行了数值相对论辐射流体动力学模拟。中子星是由亨普尔和他的合作者开发的三个现代有限温度状态方程（EOS）模拟的。我们发现，如总质量，平均电子分数，和热能的合并动力学喷出物的属性强烈依赖于状态方程。只有对于软EOS（所谓的SFHo），喷出物质量才超过$0.01M_{\odot}$。在这种情况下，由于合并过程中的冲击加热，喷出物的电子分数的分布变得很宽。这些性质非常适合于生产类似太阳能的$r$工艺丰度。对于另一个刚性状态方程（DD 2和TM 1），在合并后形成了一个长寿命的大质量中子星，喷出物质量小于$0.01M_{\odot}$，尽管正电子捕获和中微子加热实现了宽的电子分数分布。
2015-03-03 astro-ph.HE
General relativistic smoothed particle hydrodynamics
基于理想流体的广义相对论流体动力学方程的熵守恒形式，提出了一种广义相对论光滑粒子流体动力学（GRSPH）方法。我们的目标是取代广义相对论的近似处理，在目前的SPH模拟潮汐破裂事件和吸积盘。我们开发了一种改进的冲击捕获配方，区分冲击粘度和电导率的相对论。我们还描述了一个新的相对论轨道动力学和GRSPH的哈密顿时间积分算法。我们的方法正确地捕获了爱因斯坦和自旋诱导的黑洞周围的进动。我们基准我们的计划在1D和3D对轻度和超相对论激波管，周转和垂直振荡频率的精确解，和邦迪吸积。我们假设固定的背景度量（闵可夫斯基，史瓦西和克尔在笛卡尔Boyer-Lindquist坐标），但该方法奠定了基础，为未来的直接耦合与数值相对论。
2019-01-23 astro-ph.HE astro-ph.IM
Axisymmetric hydrodynamics in numerical relativity: treating coordinate singularity, artificial heating and modeling MHD instabilities
针对双中子星并合残骸的轴对称模拟，提出一种保持磁通守恒且避免坐标奇异性的新方案，结合平滑性与守恒性，并改进熵演化去除人工加热及有效粘性建模，提升长期演化真实性。
2025-10-15 astro-ph.HE gr-qc
A New Multi-Energy Neutrino Radiation-Hydrodynamics Code in Full General Relativity and Its Application to Gravitational Collapse of Massive Stars
提出了一个新的大质量恒星核坍缩的全广义相对论（GR）多维辐射流体动力学程序。采用M1解析闭合方案，我们解决了光谱中微子输运的辐射能量和动量的截断矩形式的基础上。关于中微子不透明度，我们考虑到一个基线设置在国家的最先进的模拟，其中包括非弹性中微子电子散射，热中微子生产通过对湮灭和核子核子韧致辐射。在显式演化辐射流体力学方程中的爱因斯坦场方程和空间平流项的同时，通过迭代方法隐式积分了辐射矩方程中的中微子-物质相互作用和能量移动引起的源项。为了验证我们的代码，我们首先进行了一系列的标准辐射测试与分析解决方案，包括检查的引力红移和多普勒频移。在这些测试中的一个很好的协议支持GR多能中微子输运计划的可靠性。然后，我们进行了几个测试模拟的核心崩溃，反弹，和冲击失速的15 Msun星在笛卡尔坐标系中，并与已发表的结果进行了详细的比较。我们的代码表现得很好，再现了完整的玻尔兹曼中微子输运的结果，特别是在反弹。在后反弹阶段，我们的代码基本上表现良好，然而，有几个差异最有可能来自我们当前3D-GR模型中空间分辨率不足。为了澄清分辨率依赖性并扩展后期postbounce阶段的代码比较，我们讨论至少需要下一代Exaflops级超级计算机。
2016-01-08 astro-ph.HE
Mass ejection from disks surrounding a low-mass black hole: Viscous neutrino-radiation hydrodynamics simulation in full general relativity
在完全广义相对论下，对低质量$3M_\odot$黑洞周围的吸积盘进行了新的粘性中微子辐射流体力学模拟，旨在模拟大质量中子星双星或低质量黑洞-中子星双星的合并残余物的演化.我们再次确认了其他小组先前研究发现的以下结果：15-30%的盘质量从系统中喷出，平均速度为$\sim $ 5-10%的光速，盘的合理轮廓作为合并残留物。此外，我们发现，对于不是非常高的粘性系数的情况下，喷出物的中子丰度不会变得很高，因为弱相互作用过程中增强的电子分数在盘的粘性膨胀开始之前的质量喷射，导致抑制的镧系元素的合成。对于高质量的圆盘，粘性膨胀的时间尺度增加了一个长期的中微子发射，因此，电子部分的喷出物变得更高。我们还确认，电子分数的质量分布强烈依赖于给定的粘性系数的大小。这表明，第一原理磁流体动力学模拟是必要的黑洞磁盘系统具有足够的网格分辨率和足够长的时间尺度（长于秒），以澄清核合成和电磁信号。
2020-01-13 astro-ph.HE
Hamilton-Jacobi hydrodynamics of pulsating relativistic stars
自引力流体的动力学由欧拉-爱因斯坦偏微分方程系统描述。流体-真空界面上的适定性的破坏仍然是一个具有挑战性的开放问题，这表现在振荡或吸气双中子星的模拟。我们制定和实现了一个适定的正则流体动力学方案，适用于中子星模拟的数值广义相对论。该方案使用了由卡特-利奇内罗维奇提出的变分原理，即正压流体运动是共形测地线，以及亥姆霍兹第三定理，即初始无旋流保持无旋。我们将该格式应用于3+1数值广义相对论中，通过Hamilton-Jacobi方程来求解流体元的正则动量。我们探讨了一个正则化方案的欧拉方程，使用基准大气在流体静力学平衡，并允许压力消失，同时保持强双曲的真空边界。新的正则化方案解决了大量的径向振荡模式相比，标准的，非平衡的大气处理。
2020-07-16 astro-ph.HE gr-qc
Gmunu: Toward multigrid based Einstein field equations solver for general-relativistic hydrodynamics simulations
我们提出了一个新的开源的轴对称广义相对论流体动力学代码Gmunu（广义相对论多重网格数值求解器），它使用多重网格方法来解决椭圆形度量方程的共形平坦条件（CFC）近似球网格。现有的相对论流体动力学代码的基础上的配方依赖于一个自由的数值相对论的方法，其中的度量变量是由双曲方程，而不强制执行的约束方程的演变。另一方面，虽然完全约束演化公式在理论上更有吸引力，并且应该导致更稳定和更准确的模拟，但这种方法并没有被广泛使用，因为在演化过程中求解椭圆型约束方程通常比双曲自由演化方案在计算上更昂贵。多重网格方法求解微分方程具有一系列的离散化，其计算成本通常低于其他方法，如直接方法，松弛方法，逐次超松弛。使用多重网格加速，可以在与求解流体力学方程相当的时间尺度上求解度量方程。这可能会使完全约束演化公式在数值相对论模拟中更经济实惠。作为第一步，以评估多重网格方法在相对论模拟的性能和鲁棒性，我们开发了一个流体力学代码，利用标准的有限体积法加上多重网格度量求解器来解决爱因斯坦方程的CFC近似。在本文中，我们提出的方法和实现我们的代码Gmunu和它的属性和性能在一些基准相对论流体力学问题。
2020-09-23 astro-ph.HE gr-qc
Thermodynamic stability of superflows in General Relativity and Newtonian gravity
研究广义相对论和牛顿引力中超流的热力学稳定性，推导出适用于超流混合物的不等式，补充Landau准则并提供稳定性条件。
2025-11-24 astro-ph.HE cond-mat.stat-mech gr-qc
Dissipation and turbulence in general relativistic hydrodynamics
本文发展广义相对论多流体框架，研究耗散流体建模、弯曲时空协变滤波及湍流，并应用于中子星β反应与磁旋转不稳定性。
2023-07-12 astro-ph.HE
Exploration of Hamiltonian formulations of baroclinic hydrodynamics
在致密双星中的中子星，在内旋阶段被正压流很好地近似。在合并阶段，潮汐扰动和激波加热发生，斜压的描述，而不是需要。在正压的情况下，一个哈密顿公式可能提供独特的好处，数值相对论模拟的inspiral阶段，包括高度精确的守恒的流通和超收敛的流体变量，并正在积极探索。在这项工作中，我们调查的可行性的哈密顿制定斜压的情况下。与正压情况不同的是，这个公式是非保守的，但它可以用近似黎曼解算器算法很好地处理，因为非保守项在真正的非线性场中消失了。尽管如此，使用数值1维激波管测试，我们发现，弱解的哈密顿系统不同的标准通过强制执行守恒的静止质量密度，动量密度，和能量密度跨越间断。我们还表明，正压哈密顿公式可以承认冲击波在流体真空界面，这可能与在过去的数值试验中观察到的恒星表面的不稳定行为。鉴于非物理的弱解，我们预计，在未来的数值相对论中的流体动力学的哈密顿公式的实现，将有必要使用显式正压配方在螺旋阶段，然后切换到一个强大的斜压配方合并之前。
2020-06-18 astro-ph.HE gr-qc
ANRe-M1: a GPU-accelerated numerical relativity code with multi-energy M1 neutrino transport
Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik（马克斯·普朗克引力物理研究所）；Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University（京都大学汤川理论物理研究所）
本文提出ANRe-M1代码，其基于Kokkos实现，采用BSSN-Z4c形式化方法，经测试可高效运行于AMD MI300A集群，比原CPU版快约一个数量级，适用于全广义相对论下的多维超新星模拟。
2026-08-28 astro-ph.HE
High-Order Numerical-Relativity Simulations of Binary Neutron Stars
我们报告了用\texttt{WhiskyTHC}进行的双中子星螺旋和合并的模拟，这是新一代数值相对论代码中的第一个，该代码采用了高于二阶的时空和流体动力学演化方法。我们发现，使用高阶计划大大提高了质量的重力波形提取的模拟相比，使用传统的二阶计划计算。减少的失相和更快的收敛速度，使我们能够估计相位演化的引力波发射，以及有限分辨率的影响，而不需要相位或时间对齐或重新缩放的波，有时在其他作品。此外，通过使用额外的未发表的模拟在非常高的分辨率，我们确认我们的高收敛阶的$3.2$的鲁棒性。
2015-02-02 astro-ph.HE gr-qc
Gravitational waveforms from binary neutron star mergers with high-order WENO schemes in numerical relativity
双中子星合并引力波形的理论模拟需要精确的相对论数值模拟。由于广义相对论流体动力学方案的精度较低以及$(3+1)$维模拟中可采用的网格分辨率，评估数值数据的收敛性和建立误差预算目前具有挑战性。在这项工作中，我们探讨了使用高阶加权基本无振荡（WENO）格式在中子星合并模拟和调查的准确性与这种方法得到的波形。我们发现，高阶WENO计划可以稳健地用于模拟吸气合并阶段，它们显着提高了评估的波形的误差预算相对于有限体积法。因此，高阶WENO格式可以有效地用于高质量的波形生产，也在未来的大规模调查的二进制参数空间。
2016-09-19 astro-ph.HE gr-qc
Multidimensional Boltzmann Neutrino Transport Code in Full General Relativity for Core-collapse Simulations
我们开发了一个中微子转移的核心塌缩模拟代码，直接解决多维玻尔兹曼方程在完全广义相对论。我们采用离散纵标法，它离散的六维相空间。该代码是我们的特殊相对论代码耦合到牛顿流体动力学代码，这是目前用于核心坍缩超新星模拟的扩展。为了验证程序对广义相对论效应的处理能力，我们进行了一些测试：首先计算了Schwarzschild和Kerr时空中的中微子自由流，并将计算结果与测地线曲线进行了比较;在史瓦西的情况下，我们不仅在球对称的空间中部署了一维网格，而且还部署了二维网格。三维空间网格下的轴对称，以评估能力的代码计算的空间平流的中微子;其次，我们计算了中微子在固定物质背景下的输运，这是采取从核心坍缩超新星模拟与我们的广义相对论，但球对称玻尔兹曼流体动力学代码，以获得一个稳定的中微子分布的结果进行了比较，后者的代码。
2021-03-19 astro-ph.HE
Neutrino Pair Annihilation in Collapsars; Ray-Tracing Method in Special Relativity
我们开发了一个数值方案和代码，估计通过中微子对湮灭（$ν+ {\bar ν} \to e^{-}+ e^{+}$）的能量和动量转移，铭记应用程序的伽马射线暴（GRBs）的Bracsar模型。为了计算从吸积盘照射的中微子通量，我们在狭义相对论的框架下进行了射线追迹计算。开发的代码的数值精度是通过几个测试，其中，我们显示与相应的解析解的比较。使用流体动力学数据，在我们的地球观测卫星模拟，我们估计的湮灭率后处理的方式。结果表明，在吸积盘的内缘附近，中微子的能量沉积和动量转移最强。发现在极漏斗区，狭义相对论的聚束效应通过几个因素改变湮灭率。在吸积盘稳定到一个稳定的状态（通常晚于$\sim 9$ s从引力坍缩的开始），我们发现，中微子加热的时间尺度在极漏斗（$\lesssim 80$ km）附近可以变得比流体动力学的时间尺度短，这表明中微子加热的流出可以在那里发射。我们指出，动量转移可以发挥同样重要的作用，为有效加速中微子驱动的外流的能量沉积。我们的研究结果表明，中微子对湮灭具有潜在的重要性等同于传统的磁流体动力学机制点燃伽玛暴火球。
2010-02-26 astro-ph.HE
A formation scenario of black hole-envelope systems --viscous hydrodynamics simulation in general relativity--
The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik (Albert-Einstein-Institut)（马克斯·普朗克引力物理研究所（爱因斯坦研究所））；Kyoto University（京都大学）；The University of Tokyo（东京大学）
通过广义相对论黏性流体动力学模拟超爱丁顿吸积流，研究了黑洞质量在10^5-10^7太阳质量范围内黑洞-包层系统的形成，发现低质量黑洞形成光子陷阱和极向流出，而高质量黑洞发展出对流包层，且吸积率约为爱丁顿吸积率的10%。
2026-05-22 astro-ph.GA astro-ph.HE
A Tetrad-First Approach to Robust Numerical Algorithms in General Relativity
针对广义相对论 Riemann 求解器复杂且不稳定的问题，提出一种基于四元组局部坐标变换的高分辨率激波捕获算法，结合狭义相对论求解器与通量校正，显著提升了黑洞吸积等问题的收敛性与稳定性。
2025-04-27 astro-ph.HE gr-qc physics.plasm-ph
High-Order Fully General-Relativistic Hydrodynamics: new Approaches and Tests
我们提出了一种新的方法来实现高阶收敛完全广义相对论流体动力学模拟。该方法在WhiskyTHC中实现，这是一种新的代码，使用了最先进的数值方案，并且是Radice et al.（2013）在计算螺旋双星中子星引力辐射时首次实现高于二阶收敛的关键。在这里，我们给出了一个详细的描述，所采用的算法和一系列的经典测试，涉及孤立的中子星目前获得的结果。此外，使用引力波发射的后期inspiral和合并的双中子星，我们与新的代码和使用标准的二阶格式时，通常采用数值相对论的物质模拟得到的结果进行了详细的比较。我们发现，即使在中等分辨率和二进制大紧凑，相位精度提高了50倍或更多。
2014-02-20 astro-ph.HE gr-qc
Implementation of multi-grid Poisson solver in numerical relativity and its application to gravitational collapse of massive star
Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute)（马克斯·普朗克引力物理研究所（爱因斯坦研究所））；Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University（京都大学汤川理论物理研究所）；Aomori University（青森大学）
开发了基于网格的多重网格泊松求解器，用于数值相对论中的初始值问题，并在大质量恒星引力坍缩的模拟中验证了其守恒精度。
2026-06-12 astro-ph.HE gr-qc
SPHINCS_BSSN: Numerical Relativity with Particles
本研究介绍了拉格朗日数值相对论代码SPHINCS_BSSN，它结合网格BSSN方程演化与SPH粒子流体演化，通过LRE与MOOD组合实现粒子-网格耦合，经多项测试验证了其在相对论天体物理模拟中的准确性。
2024-05-21 astro-ph.HE gr-qc
Implementation of advanced Riemann solvers in a neutrino-radiation magnetohydrodynamics code in numerical relativity and its application to a binary neutron star merger
在数值相对论中微子辐射磁流体动力学程序中实现了先进的黎曼解HLLC和HLLD \cite{Mignone:2005ft,MUB:2009}以及先进的约束输运格式\cite{Gardiner:2007nc}。我们验证我们的实现进行了一系列的一维和多维测试问题的相对论流体力学和磁流体力学在闵可夫斯基时空和静态黑洞时空。我们发现，与先进的黎曼解的数值解是更准确的HLLE求解器\cite{DelZanna:2002rv}，这是最初实施在我们的代码。作为数值相对论的应用，我们模拟了不对称二元中子星合并，在有和没有磁场的情况下都会产生短暂的大质量中子星。我们发现，当我们使用扩散HLLE求解器时，合并后形成的旋转大质量中子星的寿命以及潮汐驱动的动力学喷出物的量被高估了。我们还发现，当我们采用HLLE求解器，因为求解器的大数值扩散的磁旋转不稳定性是解决较少。这导致了由大尺度极向磁场引起的磁绕组和由磁压力引起的流出能量的虚假增强。
2022-05-09 astro-ph.HE gr-qc
Radiation Magnetohydrodynamics for Black Hole-Torus System in Full General Relativity: A Step toward Physical Simulation
首次在完全广义相对论框架下对黑洞-环面系统进行了辐射-磁流体动力学模拟。本文采用截断矩方法研究广义相对论中微子辐射输运。其中黑洞质量为$M_{\rm BH}=3$或$6M_{\odot}$，黑洞自旋为零，环面质量为$\approx 0.14$ -$0.38M_{\odot}$的几个系统被演化为中子星双星或黑洞-中子星双星合并后形成的残余物的模型。对高密度高温物质的物态方程和微观物理进行了唯象的半定量研究。结果表明，环内区域的温度达到$\agt 10$ MeV，从而增强了$M_{\rm BH}=6M_{\odot}$和$M_{\rm BH}=3M_{\odot}$的中微子$\sim 10^{51}$ ergs/s和$\sim 10^{52}$ ergs/s的高亮度.结果表明，中微子在转动轴附近可能主要向外发射，其能量密度高到足以通过中微子-反中微子对湮灭过程发射低能短γ射线暴，总能量沉积为$\sim 10^{47}$- $10^{49}$ ergs。模型还表明，对于$M_{\rm BH}=3M_{\odot}$，中微子光度大于电磁光度，而对于$M_{\rm BH}=6M_{\odot}$，中微子光度与电磁光度相当或略小于电磁光度.
2012-06-26 astro-ph.HE gr-qc
NADA-FLD: A General Relativistic, Multi-dimensional Neutrino-hydrodynamics Code Employing Flux-limited Diffusion
本文提出了一个新的程序NADA-FLD，用于球极坐标下全广义相对论（GR）中的多维中微子流体力学计算。能量相关的中微子输运假设通量限制扩散（FLD）近似和演化的中微子能量密度测量的框架中与流体共动。算子分裂用于避免涉及矩阵求逆的隐式积分步骤中网格单元的多维耦合。描述横向扩散和平流的条款集成明确使用艾伦程或龙格库塔勒让德方法，保持稳定，即使在光学薄政权。我们讨论了几个玩具模型的问题，在一个和两个方面来测试的基本功能和个别组件的运输计划。我们还进行了完全动态的核心坍缩超新星（CCSN）模拟在球对称。对于一个牛顿模型，我们发现很好的协议与M1代码ALCAR，和GR模型，我们重现的主要影响GR在CCSNe已经发现以前的作品。
2019-10-02 astro-ph.HE gr-qc
General Relativistic Magneto-Hydrodynamic Simulations with BAM: Implementation and Code Comparison
本文扩展BAM代码采用双曲散度清理方案实现GRMHD模拟，通过标准测试及与SPRITZ、GRaM-X和SACRA_KK22等代码对比，验证了其在相对论测试和双中子星合并模拟中表现良好且结果一致。
2024-07-30 astro-ph.HE gr-qc
Global high-order numerical schemes for the time evolution of the general relativistic radiation magneto-hydrodynamics equations
本文针对广义相对论辐射磁流体力学中M1中微子输运格式的刚性问题，提出基于IMEX的全局高阶时间积分方法，以突破时间步长限制并兼容显式RK求解MHD与Einstein方程，并通过数值测试验证其性能。
2023-05-29 astro-ph.HE cs.NA gr-qc
Core-Collapse Supernovae as Supercomputing Science: a status report toward 6D simulations with exact Boltzmann neutrino transport in full general relativity
这是一份关于我们通过大尺度数值模拟揭示核心坍缩超新星（CCSNe）机制的工作进展报告。超新星发动机的多维性、广义相对论磁流体力学、从形成中的中子星发射的中微子的能量和轻子数传输以及那里的核相互作用，都被认为在排斥下落物质和产生高能爆炸方面起着至关重要的作用。这些成分在核心坍缩、反弹和冲击膨胀的动力学中彼此非线性地耦合。因此，对CCSNe的严格定量研究使得大量的数值计算成为强制性的。由于中微子一般既不处于热平衡，也不处于化学平衡，因此需要计算它们在相空间中的分布。这是一个六维（6D）中微子输运问题，即使对于那些拥有最先进的数值资源，如“K计算机”的人来说也是一个相当大的挑战。为解决这个问题，我们已展开多方面的工作。特别是，我们在本文中报告我们最近的进展，在治疗多维（多维）辐射流体力学。我们目前正在两条不同的道路上进行的最终目标：在一种方法中，我们采用近似的，但非常有效的计划中微子运输和处理三维流体力学和/或广义相对论严格;一些中微子驱动的爆炸将提出和比较2D和3D模型之间的定量;另一方面，在第二种方法中，精确但迄今为止的牛顿玻尔兹曼方程在二维和三维空间中求解，我们将展示一些示范性的测试模拟。我们还将讨论下一代超级计算机的exa规模计算的前景。
2012-06-27 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
A Discontinuous Galerkin Method for General Relativistic Hydrodynamics in thornado
不连续Galerkin（DG）方法提供了一种手段，以获得高精度的解决方案，在光滑的流体流动的区域，同时，与限制器的帮助下，仍然解决强冲击。这些和其他属性使得DG方法对于解决涉及流体力学的问题具有吸引力;例如，核心坍缩超新星问题。考虑到这一点，我们正在开发一个DG求解器的广义相对论，理想流体力学方程下的3+1时空分解，假设共形平坦近似广义相对论。借助限制器，我们验证了我们的代码的准确性和鲁棒性与几个困难的测试问题：一个特殊的相对论开尔文-亥姆霍兹不稳定性问题，一个二维的特殊相对论黎曼问题，和一个一维和二维的广义相对论常设吸积激波（SAS）的问题。我们发现很好的协议与公布的结果，在可用的。我们还建立了足够的分辨率为1D SAS问题，并发现令人鼓舞的结果，在2D的常设吸积激波不稳定性（SASI）。
2020-09-28 astro-ph.HE physics.comp-ph
Simulating neutron star mergers with the Lagrangian Numerical Relativity code SPHINCS_BSSN
我们介绍了第一个中子星合并模拟与新开发的数值相对论程序SPHINCS_BSSN。该代码使用BSSN公式在网格上演化时空，但物质是根据广义相对论光滑粒子流体动力学（SPH）的高精度版本通过拉格朗日粒子演化的。与其他数值相对论代码相比，我们的代码包含了一些新的方法论元素。这里的主要重点是新的元素，被引入模型中子星合并。这些措施包括a）时空网格的细化（在时间上固定），b）粒子-网格映射算法的相应变化和c）通过最近开发的“人工压力方法”构造二元系统SPH初始数据的新方法。“后一种方法利用了LORENE库产生的光谱初始数据，并在一个名为SPHINCS_ID的新代码中实现。虽然我们的主要重点是介绍这些新的方法学元素并记录SPHINCS_BSSN的当前状态，作为第一个应用，我们还展示了一组采用“软”的中子星合并模拟。（$Γ=2.00$）和“刚性”（$Γ=2.75$）多方状态方程。
2022-04-04 astro-ph.HE
Properties of Neutrino-driven Ejecta from the Remnant of Binary Neutron Star Merger : Purely Radiation Hydrodynamics Case
本文采用广义相对论、长期、轴对称的中微子辐射流体力学方法，对由大质量中子星及其周围的圆环组成的中子星合并后的残余物进行了模拟，并以中子星合并的三维数值相对论模拟结果作为初始条件。我们研究中微子驱动的喷出物的性质。由于对湮灭加热，中微子驱动的喷出物的动力学显着修改。喷出物的动能约为没有对湮灭加热时的两倍。这表明，对湮灭加热在合并残留物的演变中起着重要的作用。驱动伽马射线暴所需的相对论性外流没有被观测到，因为由于大质量中子星的中微子驱动的喷出物引起的重子负载，旋转轴周围的比加热率不够高。我们讨论了相对论流出物的发射条件和喷出物中的核合成。
2017-07-17 astro-ph.HE
Radiation hydrodynamics modeling of kilonovae with SNEC
我们开发了一种方法来计算合成kilonova光变曲线，结合数值相对论模拟的中子星合并和$\texttt{SNEC}$辐射流体动力学代码。我们描述了我们的实施初始和边界条件，r-过程加热，和不透明的kilonova模拟。我们验证我们的方法，仔细检查，能量守恒是满意的，并通过比较$\texttt{SNEC}$的结果与两个半解析光变曲线模型。我们应用我们的代码来计算三个二进制具有不同的质量比（平等和不平等的质量）和不同的合并结果（短寿命和长寿命的残余物）的彩色光变曲线。我们研究了我们的结果的敏感性，流体动力学效应，核物理不确定性的加热速率，并合并模拟的持续时间。我们发现，流体力学的影响通常是可以忽略不计的，在大多数情况下，同源膨胀是一个很好的近似。然而，压力可以放大放射性加热率的不确定性的影响。我们还研究了可能由相对论性喷流发射到外流中的冲击的影响。我们的模型都不匹配AT 2017 gfo，GW 170817中的kilonova。这指出了我们的合并模拟和kilonova模型中可能存在的缺陷，这些模型忽略了非LTE效应和合并残余物可能带来的额外能量注入，并且需要超越这项工作中采用的球对称假设。
2022-03-18 astro-ph.HE
