图卢兹二维数值辐射转移程序
Toulouse 2D numerical radiative transfer codes
摘要：
与二维非LTE多级原子辐射转移代码的分布相关的教程。
英文摘要：
A tutorial associated with the distribution of 2D non-LTE multilevel atom radiative transfer codes.
机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。
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Subsweep：Sweep辐射输运方法的扩展
Subsweep: Extensions to the Sweep method for radiative transfer
本文提出辐射输运后处理代码Subsweep，通过分层部分扫描和子时间步扩展transport sweeps方法，降低耦合辐射化学方程精确积分的计算成本，并通过多项物理测试验证其有效性。
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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。
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三维辐射转移框架IX。时间依赖性
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。
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开放源贝叶斯大气辐射转移（BART）代码：II。Transit辐射转移模块与HAT-P-11 b的回收
An Open-source Bayesian Atmospheric Radiative Transfer (BART) Code: II. The Transit Radiative-transfer Module and Retrieval of HAT-P-11b
这篇论文以及Harrington等人和Blecic等人的配套论文介绍了贝叶斯大气辐射转移（BART）代码，这是一个用于描述太阳系外行星大气的开源开放式开发包。BART结合了热化学平衡丰度（TEA）、辐射转移（Transit）和贝叶斯统计（MC 3）模块，以约束给定光谱观测的大气温度和分子丰度。在这里，我们描述的过境辐射转移包，一个有效的逐行辐射转移C代码的一维大气，由P. Rojo开发和进一步修改的UCF系外行星组。该代码产生透射和半球积分发射光谱。Transit处理来自HITRAN、Parkman\& Schwenke（{ \water }）、Schwenke（TiO）和Plez（VO）的逐行不透明度;以及来自Borysow、HITRAN和ExoMol的碰撞诱导吸收。瞬态发射光谱模型与C. Morley（priv. comm.）在百分之几。我们将BART应用于海王星大小的行星HAT-P-11 b的{ \Spitzer }和{ \Hubble }凌日观测。我们的结果与以前的研究结果基本一致，限制了{ \water }丰度，并发现大气中重元素含量增加。当我们做出与其他研究不同的假设时，就会出现不同的结论。BART源代码和文档可在https://github.com/exosports/BART上获得。
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数值辐射转移中的不连续性
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。
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极化蒙特卡罗辐射转移中的光学深度
Optical depth in polarised Monte Carlo radiative transfer
内容：蒙特卡罗方法是求解天文学中辐射转移问题最广泛使用的方法，特别是在完全一般的三维几何中。在任何蒙特卡罗辐射转移代码中的一个关键概念是下一个相互作用位置的随机生成。在具有排列的非球形颗粒的极化蒙特卡罗辐射转移中，二向色性的性质使光学深度的概念复杂化。目的：我们详细调查的光学深度和衰减介质的光学性质和密度之间的关系，在偏振蒙特卡罗辐射转移代码，考虑到二向色性消光。研究方法：基于辐射转移方程的解，讨论了球形颗粒极化辐射转移的光学深度尺度。我们比较了二向色光学深度的消光和总的光学深度尺度。结果：在二向色介质中，光学深度不等于通常的消光光学深度，也不等于总光学深度。对于尘埃颗粒的光学性质的代表性值，二向色光学深度可以与消光或总光学深度相差百分之几十。不能给出二向色光学深度的封闭表达式，但是可以通过基于对应于具有均匀晶粒排列的细长晶粒的分析结果的算法来有效地导出二向色光学深度。结论：光学深度在二向色性介质中比在没有二向色性衰减的系统中更复杂，并且在蒙特卡洛辐射转移模拟中生成随机自由程长度时需要考虑这种复杂性。使用近似值代替二向色光学深度没有好处。
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向3D蒙特卡洛辐射传输代码在出流风建模中的进展：II. 3D应用
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）
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含PHOENIX的含时辐射转移
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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。
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宇宙学辐射转移模拟中辐射场的光锥效应
Light-Cone Effect of Radiation Fields in Cosmological Radiative Transfer Simulations
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EmulART：模拟辐射转移--基于自动编码器的辐射转移模型降维初探
EmulART: Emulating Radiative Transfer -- A pilot study on autoencoder based dimensionality reduction for radiative transfer models
尘埃是星际介质的主要组成部分。通过散射、吸收和热再发射，它可以深刻地改变天体物理观测。为了更好地了解和遏制其对观测的影响，有必要建立尘埃成分和分布模型。这里提出了一种新的方法，连续和计算成本低廉的生产这样的模型。传统上，这些模型的研究与辐射转移建模的帮助下，一个重要的工具，了解尘埃衰减和红化的星系和活动星系核的观测性能的影响。然而，这种模拟呈现出近似线性的计算成本随着所需的信息分辨率而增加。我们的新的高效的模型生成器提出了一个去噪变分自动编码器（或替代PCA），光谱压缩，结合近似贝叶斯空间推断方法，从低信息模型模拟高信息辐射转移模型。对于一个简单的球形尘埃壳模型与各向异性照明，我们提出的方法成功地模拟了参考模拟从不到1%的信息。我们在不同视角下对模型的仿真显示，在光谱维度上的中值残差低于15%，在空间和光谱维度上低于48%。EmulART可以在大约20分钟的总运行时间内推断出输入中约85%的信息缺失估计值，估计比目前的目标高信息分辨率模拟快6倍，并且在应用于更复杂的模拟时快50倍。
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用多重网格法数值计算非LTE三维辐射转移
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。
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广义相对论中的光线追迹和偏振辐射转移
Ray-tracing and polarized radiative transfer in General Relativity
讨论了广义相对论中的偏振辐射转移问题。我们提出了一组方程，适用于解决问题的数值任意时空度量的情况下，并显示数值解的例子问题。的解决方案计算与一个新的射线跟踪代码，Arcmancer，作者开发的。
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作为贝叶斯线性回归问题的辐射转移
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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。
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2004 - 2014：与STOKES辐射转移十年
2004 - 2014: Ten years of radiative transfer with STOKES
自2004年公开以来，辐射转移代码STOKES已被用于模拟不同天体物理情景的光谱、偏振、定时和成像特征。十年后，在蒙特卡洛代码的新版本发布时，我们对使用STOKES探索的不同科学案例进行了普查，并回顾了迄今为止获得的主要结果。
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天体物理环境中的辐射传输模拟
Emulating Radiative Transfer in Astrophysical Environments
Interdisciplinary Center for Scientific Computing, Heidelberg University（海德堡大学跨学科科学计算中心）
针对天体物理中辐射传输方程数值求解计算成本高的问题，提出一种结合傅里叶神经算子与U-Nets的替代模型，可在保持高精度的同时将辐射传输计算加速两个数量级以上，有望整合到先进流体动力学模拟中。
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