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
General-relativistic resistive-magnetohydrodynamic simulations of binary neutron stars
我们已经研究了一个等质量磁化中子星二进制内的电阻磁流体动力学（RMHD）的方法，在该方法中，高导电的恒星内部是匹配的电真空外部的动力学。因为我们的分析是为了评估合并后的动态二进制的电阻效应，并通过崩溃引入的修改，我们进行了密切的比较与传统的理想磁流体动力学近似内进行的等效模拟。我们发现这两种演化有许多相似之处，但也有一个重要的区别：在RMHD模拟中，超大质量中子星的生存时间增加了。这种差异是由于在电阻机制中效率较低的磁制动机制，其中物质可以穿过磁场线移动，从而减少了角动量的向外传输。本文所进行的RMHD和理想磁流体动力学模拟都是在比我们以前的工作更高的分辨率和不同的网格结构下进行的[L。雷佐拉湾贾科马佐湖Baiotti，J. Granot，C. Kouveliotou和M. A.阿洛伊，太空人。J. Letters 732，L 6（2011）]，但证实了由黑洞-环面系统产生的有序磁场的低密度漏斗的形成。在这两种情况下，磁场在高导电圆环中主要是环形的，而在几乎真空的漏斗中主要是极向的。在漏斗中发生的重连过程或中微子湮灭，我们没有一个模型，可能会增加漏斗中的内能并发射相对论外流，然而，在这些模拟中没有产生。
2015-11-10 astro-ph.HE astro-ph.SR 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
An efficient approach to resistive GRMHD simulations of binary neutron star mergers
University of Southampton（南安普顿大学）
本文提出一种避免矩阵求逆的流体框架公式，高效实现电阻性广义相对论磁流体动力学模拟，在保持精度的同时降低计算成本，并揭示双中子星并合中电阻效应可导致可测量的引力波信号差异。
2026-11-02 astro-ph.HE gr-qc
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
Comparison of magnetic diffusion and reconnection in ideal and resistive relativistic magnetohydrodynamics, ideal magnetodynamics, and resistive force-free electrodynamics
本研究比较四种物理模型的磁扩散与重联特性，发现理想模型数值电阻率难复现显式电阻关键特征，明确了不同模型在磁衰减、重联率标度及结构上的差异，为高能天体模拟模型选择提供依据。
2025-09-24 astro-ph.HE
General relativistic resistive magnetohydrodynamics with robust primitive variable recovery for accretion disk simulations
黑洞天体物理学的最新进展，特别是事件视界望远镜（EHT）在星系M87中心发现的第一个超大质量黑洞的视觉证据，以及引力合作组织在银河系中心Sgr A* 的事件视界附近探测到的轨道“热点”，需要开发新的数值方法来理解潜在的等离子体微观物理学。与这种热点有关的非热辐射被证明是源于等离子体团，这些等离子体团是由于最内层吸积区薄电流层中的磁重联而形成的。在黑洞吸积盘和喷流中，电阻率在电流片的形成、磁重联和等离子体团的生长中起着至关重要的作用。在三维广义相对论磁流体动力学（GRMHD）程序BHAC中加入了电阻率，并提出了一种隐式-显式方案来处理GRMHD方程中的刚性电阻源项。该算法进行了测试，结合自适应网格细化，以解决电阻尺度和约束运输方法，以保持磁场螺线管。原始变量的恢复，相对论磁流体动力学代码的关键部分，提出了几种新的方法，并比较的准确性，鲁棒性和效率。我们提出了一个新的反演策略，允许连续GRMHD模拟低气磁压力比和高磁化制度适用于黑洞吸积盘，喷气机，和中子星磁层。我们应用新的方案来研究电阻率对吸积黑洞的影响，并考虑了重联的耗散效应。
2019-08-06 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
MIR: a general-relativistic resistive-magneto-hydrodynamic code to study the effect of resistivity in Neutron Star dynamics
本文介绍新代码MIR，在EinsteinToolkit框架内求解广义相对论电阻磁流体动力学方程，以研究中子星并合中电阻效应的影响，填补工具包关键空白。
2025-03-03 astro-ph.HE gr-qc
Dissipative Magnetohydrodynamics for Non-Resistive Relativistic Plasmas
基于非电阻性（一般）相对论粘性等离子体的14矩封闭，我们描述了一个新的数值方案，能够处理所有的一阶耗散效应（热传导，体和剪切粘度），以及各向异性诱导的存在下的磁场。后者根据热陀螺频率或等效地热拉莫尔半径来参数化，并且允许正确地捕获热霍尔效应。通过求解一个扩展的Israel-Stewart-like系统的耗散量，通过刚性松弛强制执行代数约束，我们能够将所有一阶耗散项转换为通量发散形式。这使我们能够应用传统的高分辨率激波捕捉方法的方程，使该系统适用于高湍流的数值研究。我们提出了几个数值测试，以评估我们的数值方案在平坦时空的鲁棒性。14矩闭合可以无缝地插值于中子星合并中发现的高度碰撞极限和适用于黑洞吸积问题中弱碰撞等离子体的相对论布拉金斯基磁流体力学的高度各向异性极限之间。我们相信，这种新的配方和数值方案将是有用的相对论磁化流的广泛的类。
2021-09-07 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Linear Wave Propagation for Resistive Relativistic Magnetohydrodynamics
本文对有限电导率条件下的相对论MHD方程进行了线性模分析。从完全相对论协变公式出发，导出了在小线性微扰极限下的色散关系。结果表明，该系统支持10个波模，这些波模在小电导率或大电导率的限制下都可以很容易地识别。在电阻极限，物质和电磁场解耦和解决方案模式的方法对光和声波，以及一些纯阻尼（非传播）模式。在相反的（理想）极限下，冻结条件适用，传播模式与一对快磁声模式，一对慢磁声模式和Alfvén模式一致，正如预期的那样。此外，接触模式始终存在，并且不受电导率的影响。对于有限值的电导率，色散关系引起的任何对相反的复共轭根或纯虚（阻尼）模式。在所有情况下，系统是耗散的，也是色散的相速度依赖于波数的非线性。偶尔，群速度可能会超过光速，但这不会导致超光速信号传播。
2018-09-04 astro-ph.HE
A Fourth-Order Finite Volume Scheme for Resistive Relativistic Magnetohydrodynamics
本研究提出一种求解笛卡尔坐标系下电阻相对论磁流体力学方程的真正四阶精度有限体积方法，采用约束输运、WENO-Z重构、MHLLC通量计算及IMEX龙格-库塔时间步进，通过基准测试验证了其精度与鲁棒性。
2024-07-11 astro-ph.HE
Magnetospheric Accretion and Ejection of Matter in Resistive Magnetohydrodynamic Simulations
本文通过二维轴对称电阻性MHD模拟，首次发现纯电阻性磁层中可产生由压力梯度与磁力驱动、伴随边界层磁重联的准稳态快速微抛射，其质量通量随磁场强度和恒星自转率增大而增大，与盘冕密度比及电阻率大小无关。
2013-02-18 astro-ph.HE astro-ph.SR
Relativistic resistive magnetohydrodynamic reconnection and plasmoid formation in merging flux tubes
我们应用广义相对论电阻磁流体动力学程序{ \tt BHAC}对闵可夫斯基时空中两个合并磁通管之间重联层的形成和演化进行了二维研究。由于自适应网格细化获得的极端分辨率，与稀释天体物理等离子体最相关的低电阻率制度的小尺度效应得到了非常高的精度。在高度非线性等离子体团为主的制度的数值收敛确认扫描的决议。我们采用基于局部瞬时电流密度的均匀电阻率和非均匀电阻率。对于均匀的电阻率，我们发现Sweet-Parker重联，从$η= 10^{-2}$下降到$η= 10^{-4}$，对于磁化$σ= 3.33$和等离子体- $β= 0.1$的参考情况。{For均匀电阻率$η=5\times10^{-5}$的撕裂模式被恢复，导致形成二次等离子体团。与$η=10^{-4}$的$v_{\rm rec} \sim 0.01c$相比，等离子体团不稳定性提高了与$v_{\rm rec} \sim 0.03c$的重连率。}对于非均匀的电阻率与基层$η_0 = 10^{-4}$和增强的电流依赖的电阻率在电流片，我们发现一个增加的重联率$v_{\rm rec} \sim 0.1c$。的磁化$σ$和等离子体$β$的影响进行了分析的情况下，均匀的电阻率$η=5\times10^{-5}$和$η=10^{-4}$的范围$0.5 \leq σ\leq 10$和$0.01 \leq β\leq 1$的制度，适用于黑洞吸积盘和射流。…
2019-02-06 astro-ph.HE
Numerical evolution of the resistive relativistic magnetohydrodynamic equations: a minimally implicit Runge-Kutta scheme
提出最小隐式 Runge-Kutta（MIRK）方法用于电阻相对论磁流体力学方程的数值演化，通过扩充方程组处理约束，相比 IMEX 方法显著减少了守恒变量恢复次数，在保证处理刚性项稳定性的同时计算成本与显式方法相近。
2025-01-19 astro-ph.HE physics.comp-ph
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
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
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 variational approach to resistive relativistic plasmas
我们开发了一个行动的原则，构建一个多流体系统的场方程包含电荷中性流体，等离子体，和耗散（通过电阻相互作用），通过结合标准，麦克斯韦行动和最小耦合的电磁场与最近开发的相对论耗散流体的行动。我们使用一个拉回的形式主义从时空抽象的物质空间，建立不受约束的变化的电荷中性流体和电流组成的等离子体。使用基本的线性代数技术，我们表明，一般的“重新标记”不变性存在的抽象物质空间。场方程的地方，电阻率的唯象模型的开发，作为约束，使用电荷守恒和热力学第二定律。一个极小模型的电子，质子和热量的系统开发使用的Onsager程序，将耗散。
2016-10-03 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Numerical Treatment of Anisotropic Radiation Field Coupling with the Relativistic Resistive Magnetofluids
本文发展了一种求解完全狭义相对论电阻辐射磁流体力学的数值方法。我们的代码保证总质量，动量和能量守恒。辐射能量密度和辐射通量的一致更新使用M-1封闭方法，它可以解决一个各向异性的辐射场相比，爱丁顿近似以及通量限制扩散近似。对于电阻部分，我们采用欧姆定律的简单形式。对流项用近似的Riemann解显式求解，主要是HLL格式，并进行了一些试验的HLLC和HLLD格式。的源项，它描述了气体辐射相互作用和磁能量耗散，隐式集成，放松柯朗-弗里德里希-路易条件，即使在光学厚制度或大的磁雷诺数制度。虽然我们需要在每个网格点上反演$4\times 4$（用于气体-辐射相互作用）和$3\times 3$（用于磁能量耗散）矩阵以进行隐式积分，但它们是解析地获得的，而不妨碍大规模并行计算。我们表明，我们的代码给出了合理的结果，在理想的磁流体力学，传播辐射，辐射流体力学的数值试验。我们还将我们的电阻程序应用于相对论Petschek型磁重联，揭示了辐射阻力对重联率的影响。
2013-05-31 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
Modeling of resistive relativistic astrophysical jets. Semianalytic results following a paraxial formalism
本研究改进相对论喷流半解析模型，构建纳入电阻与可变绝热指数物态方程的近轴形式体系，揭示电阻性喷流中欧姆耗散的局部特性及其对喷流加速、准直和磁场结构的影响。
2025-03-20 astro-ph.HE
Relativistic magnetohydrodynamics from kinetic theory
Universidade Federal Fluminense（弗鲁米嫩塞联邦大学）
基于相对论Boltzmann-Vlasov方程和14矩近似，推导了强电磁场下相对论耗散磁流体动力学的因果二阶方程，揭示了磁场诱导的各向异性输运和耗散振荡。
2026-07-01 astro-ph.HE hep-th nucl-th
A New numerical scheme for resistive relativistic MHD using method of characteristics
我们提出了一种新的数值方法的特殊相对论电阻磁流体动力学标量电阻率，可以处理一系列的现象，从非相对论的相对论（冲击，接触不连续性，和阿尔文波）。该格式采用近似黎曼解计算流体的数值通量，采用特征线法计算电磁场。由于该方案采用了合适的特征速度，因此能够精确地解决不能近似为理想磁流体力学且特征速度远低于光速的问题。数值结果表明，我们的格式可以解决上述问题以及近似理想的MHD问题。我们的新方案特别适合于初始磁场较弱的系统，以及相对论和非相对论速度的混合现象;例如，吸积盘中的MRI和超阿尔夫文湍流。
2011-05-28 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.comp-ph
Very High Order $\PNM$ Schemes on Unstructured Meshes for the Resistive Relativistic MHD Equations
本文提出了一种在空间和时间上均优于二阶精度的方法，用于在多维非结构网格上数值求解电阻性相对论磁流体动力学（RRMHD）方程。所考虑的非线性系统是纯双曲的，并包含一个源项，一个电场的演变，成为刚性的电阻率的低值。对于空间离散，我们建议使用高阶$\PNM$格式，如在\cite{Dumbser2008}中介绍的双曲守恒律和一个高精度的不分裂的时间离散实现使用元素局部时空间断Galerkin方法提出的\cite{DumbserEnauxToro}的一维平衡律刚性源项。通过Dedner等人的\cite{Dedneretal}的发散清除程序，解释了磁场的无发散特性。为了验证我们的高阶方法，我们首先解决了一些数值测试的情况下，精确的分析参考解决方案是已知的，我们还显示了数值收敛研究的刚性极限的RRMHD方程使用$\PNM$计划从第三到第五阶的空间和时间的准确性。我们还提出了一些应用程序与冲击波，如一个经典的激波管问题，不同的电导率值，以及相对论MHD转子问题和相对论等效的Orszag-Tang涡问题。我们已经证明，所提出的方法可以同样很好地处理电阻区和刚性极限的理想相对论磁流体。由于这些原因，它提供了一个强大的工具，相对论天体物理模拟涉及的外观磁重联。
2009-03-27 astro-ph.HE gr-qc physics.comp-ph
Magnetically threaded accretion disks in resistive magnetohydrodynamic simulations and asymptotic expansion
本文结合薄磁吸积盘的稳态渐近展开方程与PLUTO电阻MHD模拟，揭示盘内磁场被显著压低、盘外膨胀影响净力矩，并定量给出恒星力矩与自旋加速时间尺度。
2023-08-28 astro-ph.HE astro-ph.SR
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
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
Hall magnetohydrodynamics in a relativistically strong mean magnetic field
本文提出相对论性强平均磁场下的霍尔磁流体模型，证明其方程与非相对论霍尔约化磁流体动力学仅差几个常数，从而表明动力学阿尔芬湍流和离子回旋湍流性质在磁主导区中保持不变。
2023-10-29 astro-ph.HE physics.plasm-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
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
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
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
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
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
A resistive extension for ideal MHD
我们提出了一个扩展的特殊相对论，理想磁流体力学（MHD）方程，旨在捕捉由于电阻率的影响。该扩展采取了一个简单的形式，一个额外的源项，当实现数字，示出模仿的行为所产生的一个完全电阻MHD描述的初始数据的范围。扩展是从第一原理参数发展而来的，因此不需要微调参数，这意味着它可以应用于广泛的动力系统。此外，我们的扩展不会遭受相同的刚度问题所产生的电阻MHD，因此可以迅速发展使用显式方法，与目前的方法相比，性能的好处大约一个数量级。
2019-10-02 astro-ph.HE physics.comp-ph physics.flu-dyn
Generalized general-relativistic magnetohydrodynamic equations for plasmas of active galactic nuclei in the era of the Event Horizon Telescope
广义相对论磁流体动力学（Generalized General-Relativistic Magnetohydrodynamic，简称GRMHD）方程已被用于研究特定的相对论等离子体现象，如相对论磁重联或非理想磁流体效应对波传播的影响。然而，广义欧姆定律中的“Theta”项，它表示组成等离子体的两种流体之间的能量交换，尚未在这些方程中确定。本文从广义相对论欧姆定律本身出发，确定了“Theta”项。这提供了广义GRMHD方程的封闭性，产生相对论等离子体方程的封闭系统。根据该方程组，我们揭示了非理想磁流体现象的特征尺度，阐明了理想GRMHD方程的适用条件。利用事件视界望远镜的观测数据，对M87 ~* 等离子体中非理想MHD现象的特征尺度进行了估算。
2020-08-01 astro-ph.HE
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
One-fluid relativistic magnetohydrodynamics equations for a two-fluid plasma with the Landau-Lifshitz radiation reaction force
在考虑辐射反作用力的情况下，基于相对论二流体等离子体，导出了一组考虑Landau-Lifshitz辐射反作用力的单流体相对论磁流体动力学方程.这些方程可用于等离子体运动的时空尺度足够大的情况。
2018-10-23 astro-ph.GA 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
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
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
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
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
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
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
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
Reconnection and particle acceleration in interacting flux ropes I. Magnetohydrodynamics and test particles in 2.5D
利用电阻磁流体力学（MHD）模拟方法结合相对论测试粒子方法研究了与电流驱动不稳定性相关的磁重联和非热粒子分布。我们提出了一个系统，两个平行的，排斥电流通道在最初的无力平衡，作为一个简化的代表性的通量绳在恒星磁层。电流通道在Alfvénic时间尺度上经历旋转和分离，形成次级岛和（直到撕裂不稳定）电流片，其中预计将发展非热能分布。使用最近开发的粒子模块，我们的开源网格自适应MPI-AMRVAC软件，我们模拟MHD演化结合测试粒子处理MHD快照。我们探讨下，等离子体$β$条件下最快的重联发生在两个半维（2.5 D）的情况下，在这些设置测试粒子的演变。我们量化的能量分布，加速机制，相对论修正的粒子运动方程和磁主导的质子-电子等离子体的电阻率的影响。由于大的电阻电场和无限长的电流通道中的粒子的不确定的加速，硬能谱被发现在2.5维配置。这些数值伪影的解决方案提出了2.5D设置和未来的3D工作。我们讨论了磁流体力学的一个额外的扭结不稳定性在3D设置和预期的影响能量分布。所获得的结果作为一个证明的原则，在MHD模拟测试粒子的方法，相关的探索不太理想的情况下，如太阳耀斑和更奇特的天体物理现象，如黑洞耀斑，磁星磁层和脉冲星风星云。
2017-02-10 astro-ph.HE physics.plasm-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
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
