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
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
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
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
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
A new scheme for matching general relativistic ideal magnetohydrodynamics to its force-free limit
本文提出了一种新的计算方法，使广义相对论理想磁流体力学（MHD）与无力极限光滑匹配。该方法是基于磁通守恒的形式主义的MHD和它的无力限制，和矢量位制定的感应方程，以保持零发散约束的磁场。我们采用的无力公式演化的磁场和坡印廷矢量，而不是磁场和电场。我们表明，我们的力免费代码通过了一个强大的测试套件，在1D平坦时空和3D黑洞时空。我们还表明，我们的匹配技术成功地再现对齐的旋转器力免费的解决方案。我们的新技术适用于研究电磁效应和预测在许多不同的弯曲时空场景中产生的电磁信号。例如，我们可以处理自旋的中子星，无论是孤立的还是致密的双星，它们具有MHD内部和无力的磁层。
2013-10-18 astro-ph.HE gr-qc
Magnetohydrodynamics in stationary and axisymmetric spacetimes: a fully covariant approach
在理想导电性、定常性和轴对称性假设下，发展了广义相对论磁流体力学（GRMHD）的完全几何处理方法。时空不被假设为圆形，这使得它比一般在GRMHD中考虑的克尔型时空具有更大的普遍性。将电磁场张量表示成与时空对称性有关的三个标量场，我们在不同的方向上推广了以前得到的结果。特别是，我们提出了第一个相对论版本的Soloviev transfield方程，子情况下，导致完全协变版本的梯度-Shafranov方程和斯托克斯方程的流体力学限制。作为相对论Soloviev方程的另一个子情形，我们还导出了在静止和轴对称时空中具有纯环形磁场的磁流体动力学平衡方程。
2011-05-04 astro-ph.HE gr-qc
GW170817, General Relativistic Magnetohydrodynamic Simulations, and the Neutron Star Maximum Mass
最近在广义相对论磁流体力学（GRMHD）的数值模拟提供了有用的约束的解释的GW 170817发现。将观测数据与这些模拟相结合，得出了一个冷球形中子星的最大质量（TOV极限）：${M_{\rm max}^{\rm sph}}\lesssim 2.74/β$，其中$β$是均匀旋转的中子星的最大质量（超大质量极限）与非旋转恒星的最大质量之比。因果关系参数允许$β$与$1.27$一样高，而大多数现实的候选状态方程预测$β$更接近$1.2$，产生$2.16-2.28 M_\odot$范围内的${M_{\rm max}^{\rm sph}}$。基于这些模拟的最小假设集将此分析与以前的分析区分开来，但会导致类似的估计。然而，也有一些警告，它们被列举和讨论。这些警告可以通过进一步的模拟和分析来消除，以巩固基本论点。
2018-05-04 astro-ph.HE gr-qc
General relativistic magnetohydrodynamic simulations of accretion onto exotic compact objects
本文综述了奇异致密天体吸积的广义相对论磁流体动力学模拟研究，涵盖非Kerr黑洞和无事件视界致密天体等多种对象，并展望了该领域的未来研究方向。
2024-09-04 astro-ph.HE gr-qc
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
Beyond ideal magnetohydrodynamics: Resistive, reactive and relativistic plasmas
我们发展了一个新的框架，在广义相对论带电流体动力学建模。该模型建立在最近开发的耗散流体变分多流体模型的基础上，考虑了相关效应，如电荷电流和热量的惯性，以及成熟系统的超流组件的解耦。我们讨论了该模型与标准相对论磁流体力学模型的比较，并考虑了流体动力学、微观物理学和基本状态方程之间的联系。作为插图的形式主义，我们考虑三个不同的双流体模型描述i）的欧姆定律的电阻带电流，ii）相对论热方程，和iii）一个方程表示的动量的一个解耦的超流组件。作为一个更复杂的例子，我们还制定了一个三流体模型，演示了热电效应。这个框架使我们能够在越来越复杂的层次上对中子星（和相关系统）进行建模，并使我们能够在天体物理学和宇宙学的一系列令人兴奋的问题上取得进展。
2016-10-03 astro-ph.HE gr-qc
Characteristic Decomposition for Relativistic Numerical Simulations: II. Magnetohydrodynamics
Cornell Center for Astrophysics and Planetary Science, Cornell University（康奈尔大学天体物理学与行星科学中心）；California Institute of Technology（加州理工学院）
研究在模拟坐标框架及守恒变量方面未知的GRMHD特征分解，应用准可逆变换方法推导，能使用精确计算方法，结果比预期简单。
2026-07-29 astro-ph.HE gr-qc
Self-consistent picture of the mass ejection from a one second-long binary neutron star merger leaving a short-lived remnant in general-relativistic neutrino-radiation magnetohydrodynamic simulation
该研究利用超级计算机Fugaku开展广义相对论中微子辐射磁流体动力学模拟，首次明确非对称双中子星并合后存在动力学抛射与环面磁旋转不稳定性驱动的并合后抛射两类物质抛射成分。
2023-06-27 astro-ph.HE gr-qc
Extending the infrastructure of the BAM code towards resistive general-relativistic magnetohydrodynamics: tests and first applications
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））；Institut für Physik und Astronomie, Universität Potsdam（波茨坦大学物理与天文学研究所）；Centro de Ciências Naturais e Humanas, Universidade Federal do ABC（ABC联邦大学自然与人文科学中心）
研究针对中子星相关天体物理现象中理想磁流体动力学近似的局限，扩展BAM代码纳入电阻性广义相对论磁流体动力学描述，经多种测试验证，发现非理想效应影响，凸显其对模拟合并后残余物演化的重要性，为后续研究奠基。
2026-07-14 astro-ph.HE gr-qc
General Relativistic Magnetohydrodynamic Simulations of Binary Neutron Star Mergers with the APR4 Equation of State
我们提出了新的结果完全广义相对论磁流体动力学模拟的二元中子星（BNS）合并与威士忌代码。所有的模型都使用了一个分段多方近似的冷物质状态方程的APR 4，连同一个“混合”的一部分，以纳入热效应的演变过程中。我们考虑了等质量和不等质量模型，总质量使得合并后形成超大质量NS或黑洞。每个模型都是在有或没有最初局限于恒星内部的磁场的情况下演化而来的。我们提出了不同的引力波（GW）信号，以及详细的物质动力学（磁场演化，喷射质量，合并后的残余物/磁盘属性）的描述。我们的模拟提供了新的见解BNS合并，相关的GW排放和可能的连接与引擎的短伽马射线暴（无论是在“标准”和“时间反演”的情况下）和其他电磁同行。
2016-08-02 astro-ph.HE gr-qc
The Event Horizon General Relativistic Magnetohydrodynamic Code Comparison Project
致密天体天体物理学的最新发展，特别是LIGO对合并中子星的发现，事件视界望远镜（EHT）对M87黑洞的成像，以及引力实验（GRAVITY）在接近事件视界尺度上对银河系中心的高精度天体测量，推动了求解广义相对论磁流体动力学（GRMHD）方程的数值源模型的发展。在这里，我们比较GRMHD解决方案的磁化吸积流的演变，湍流是促进磁旋转不稳定性从一组9个GRMHD代码：雅典娜++，BHAC，宇宙++，回声，H-AMR，iharm 3D，HARM-Noble，IllinoisGRMHD和KORAL。代码之间的一致性随着分辨率的增加而提高，这是通过一致应用的、专门开发的一组代码性能指标来衡量的。我们的结论是社区的GRMHD代码是成熟的，有能力的，并在这些测试问题上的一致性。
2019-08-05 astro-ph.HE gr-qc
Relativistic magnetohydrodynamics in dynamical spacetimes: A new AMR implementation
我们已经编写并测试了一个新的广义相对论磁流体动力学（GRMHD）的代码，能够在动态时空与自适应网格细化（AMR）的MHD流体的发展。我们的代码解决了Einstein-Maxwell-MHD系统的耦合方程在全3+1维，通过Baumgarte-Shapiro Shibata-Nakamura（BSSN）的形式主义和MHD和磁感应方程通过保守的，高分辨率的冲击捕获计划发展的度量。感应方程被改写为磁矢势的演化方程，它存在于一个网格上，相对于流体动力学和度量变量交错。无发散约束div（B）=0由矢量势的旋度强制执行。我们的MHD方案与AMR完全兼容，因此AMR细化边界处的流体保持div（B）=0。在均匀网格间距的模拟中，我们的MHD方案在数值上等价于常用的交错网格约束输运方案。我们目前的代码验证测试结果，无论是在闵可夫斯基和弯曲的时空。它们包括磁化冲击、非线性阿尔文波、圆柱爆炸、圆柱旋转圆盘、磁化邦迪试验和磁化旋转恒星的坍缩。一些更严格的测试涉及黑洞。在这些测试中，我们发现解析解和数值解之间有很好的一致性，并在预期的顺序实现收敛。
2010-07-16 astro-ph.HE gr-qc
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
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
Resistive Magnetohydrodynamic Simulations of Relativistic Magnetic Reconnection
采用电阻性相对论磁流体动力学（RRMHD）方法研究了相对论磁重联的系统演化。时间分裂Harten-Lan-van Leer方法。在局部电阻率下，系统在狭窄的Petschek型排气中呈现出具有Alfvénic洛伦兹因子的快速重联喷流。在等离子体团内部和周围可以分辨出各种激波结构，如等离子体团后的垂直激波和多次激波反射产生的“钻石链”结构。在均匀电阻率下，Sweet-Parker型重联缓慢发展。在依赖于电流的电阻率下，等离子体团重复地形成在细长的电流片中。结果表明，电阻率模型对于相对论磁重联的RRMHD模拟是至关重要的。
2010-06-04 astro-ph.HE
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
Subgrid Modelling for Relativistic Magnetohydrodynamics with Machine Learning
Theoretisch-Physikalisches Institut, Friedrich-Schiller-Universität Jena（耶拿弗里德里希·席勒大学理论物理研究所）
针对双中子星并合等天体物理过程中的磁流体湍流，提出首个基于机器学习的特殊相对论磁流体亚网格模型，通过神经网络训练，在低分辨率模拟中实现4倍分辨率下的磁场放大效果，加速44倍。
2026-06-23 astro-ph.HE gr-qc 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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
ADER discontinuous Galerkin schemes for general-relativistic ideal magnetohydrodynamics
提出了一类新的高阶精确数值算法，用于求解弯曲时空中的广义相对论理想磁流体力学方程。在本文中，我们假设背景时空是给定的和静态的，即，我们利用考林近似。控制偏微分方程通过一个新的家庭的全离散和任意高阶精度的路径守恒间断Galerkin（DG）有限元方法结合自适应网格细化和时间精确的局部时间步长求解。为了处理激波和其他不连续性，高阶DG格式补充了一种新的后验子单元有限体积限制器，这使得新算法在激波和不连续性方面与经典的二阶总变差减小有限体积方法一样鲁棒，但在流动的光滑区域中也与无限高阶DG格式一样精确。我们通过各种经典的二维和三维基准问题的固定时空显示这种新方法的优势。最后，我们给出了Runge-Kutta DG格式和ADER高阶有限体积格式的性能和精度比较，显示DG格式的更高效率。
2018-05-25 astro-ph.HE gr-qc physics.comp-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
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
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
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
Toward General-Relativistic Magnetohydrodynamics Simulations in Stationary Non-Vacuum Spacetimes
本研究提出一大类稳态轴对称旋转度规的视界穿透形式，突破了此前仅克尔、克尔-纽曼度规可用的限制，可支撑广义相对论及非广义相对论框架下多种旋转致密天体的GRMHD吸积模拟。
2024-03-06 astro-ph.GA 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
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
Non-resonant magnetohydrodynamics streaming instability near magnetized relativistic shocks
本文对相对论激波前体中的非共振流动不稳定性进行了线性研究和数值模拟。在冲击前restframe中，我们进行了线性分析，这种不稳定性在一个可能的配置超相对论冲击前兆。这考虑了具有垂直于冲击波阵面和大尺度磁场的波矢量的磁声波。我们的线性分析是在没有任何假设的冲击速度，因此是有效的所有速度制度。为了检验我们的计算，我们还进行了相对论MHD模拟，描述了上述磁声波通过冲击前兆的传播。数值计算证实了我们的线性分析，预测的增长率的不稳定性是最大的超相对论冲击，并表现出波数依赖$\propto k_x^{1/2}$。我们的数值模拟还描绘了饱和制度的不稳定性，我们表明，磁放大是温和的，但仍然显着（$δB/B\leq 10$）。后一个事实可以解释在相对论磁化冲击附近强湍流的存在。我们的数值方法也引入了一个方便的手段来处理等温（超）相对论MHD条件。
2013-05-03 astro-ph.HE
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
