Evolutions in 3D numerical relativity using fixed mesh refinement
我们目前的三维数值模拟的结果，使用有限差分代码具有固定的网格细化（FMR），其中一个子集的计算域在空间和时间上进行了改进。我们将此代码应用到一系列的测试用例，包括一个强大的稳定性测试，一个非线性规范波和一个切除的史瓦西黑洞在一个不断发展的规范。我们发现，网格细化的结果是可比的精度，稳定性和收敛性的unigrid模拟具有相同的有效分辨率。同时，FMR的使用减少了获得给定精度所需的计算资源。必须特别注意在粗网格和细网格之间的接口，以避免在更高的分辨率收敛损失，我们介绍了使用“缓冲区”作为这个问题的解决方案之一。我们还介绍了一种新的方法，初始数据生成，它使高阶插值的时间，甚至从初始时间片。这个FMR系统，“地毯”，是一个驱动程序模块在免费提供的仙人掌计算基础设施，并能够赋予通用现有的仙人掌模拟模块（“刺”）与FMR很少或没有额外的努力。
2004-03-02 gr-qc
Multigrid elliptic equation solver with adaptive mesh refinement
在本文中，我们详细描述了我们的并行多重网格椭圆方程求解器与自适应网格加密所使用的计算算法。我们的代码使用截断误差估计，自适应细化网格的解决方案的过程的一部分。该演示文稿包括讨论的准确性，我们使用的延长和限制运营商，以确保二阶准确的结果，并尽量减少计算工作的订单。代码测试，确认整体二阶精度，并证明自适应网格细化提供的计算资源的节省。
2005-03-22 gr-qc
The Nonlinear Sigma Model With Distributed Adaptive Mesh Refinement
在分布式环境下，利用消息传递接口（MPI）实现了一种自适应网格加密（AMR）方案，以求解非线性西格玛模型。以前的工作研究了类似于黑洞临界现象的行为在这个平坦的空间模型的奇异性形成的阈值。这项工作是一个后续的扩展描述分布的网格层次结构，并提出测试显示模型的正确性。
2004-03-16 gr-qc
Adaptive Mesh Refinement for Characteristic Codes
自适应网格加密（AMR）技术的使用是准确和有效地模拟高维时空的关键。在这项工作中，我们开发了一种自适应算法，适合于使用特征坐标的波动方程的有限差分离散的集成。我们证明了该算法通过构建一个代码实现爱因斯坦-克莱因-戈登方程系统的球对称。我们讨论了该算法如何可以平凡地推广到高维系统，并提出了一种方法，可用于并行化的特征码。
2004-07-14 gr-qc
Lessons for adaptive mesh refinement in numerical relativity
我们展示了Berger-Rigoutsos自适应网格细化（AMR）算法的灵活性和实用性，该算法用于开源数值相对论代码GRChombo，用于从二进制黑洞吸气生成引力波形，并用于研究涉及非平凡物质配置的其他问题。我们表明，GRChombo可以产生高质量的二进制黑洞波形通过代码比较与已建立的数值相对论代码精益。我们还讨论了利用完整AMR（相对于移动框网格细化）所涉及的一些技术挑战，包括重新网格化时使用各种细化标准所造成的数值效应。我们建议几个“经验法则”，当使用不同的标记标准来模拟各种物理现象。我们展示了使用这些不同的标准，通过例子演变的标量场理论。最后，我们还回顾了GRChombo的现状和一般能力。
2022-06-20 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Adaptive mesh refinement approach to construction of initial data for black hole collisions
黑洞碰撞的初始数据构造使用保角成像方法和一种新的自适应网格细化技术，一个完全线程树（FTT）。我们开发了一个二阶精度的方法来解决的约束方程的非均匀细化的高分辨率笛卡尔网格，包括二阶精度处理边界条件的黑洞的喉咙。算例结果表明，随着数值分辨率的提高，解是收敛的。与均匀网格相比，基于FTT的网格细化将所需的内存和计算机时间减少了几个数量级。这开辟了使用笛卡尔网格非常高的分辨率模拟黑洞碰撞的可能性。
1999-05-20 gr-qc
Relativistic MHD with Adaptive Mesh Refinement
提出了一种新的基于分布式并行自适应网格加密（AMR）的广义相对论磁流体动力学（GRMHD）方程求解程序。流体方程采用3+1维有限差分凸ENO方法（CENO）求解，AMR采用Berger-Oliger方法。双曲线发散清理用于控制$\nabla\cdot {\bf B}=0$约束。我们目前的结果，从三个平坦的空间测试，并检查吸积的流体到史瓦西黑洞，再现米歇尔解决方案。AMR模拟大大提高了性能，同时再现了分辨率等效的单网格模拟结果。最后，我们讨论了并行unigrid和AMR运行的强缩放结果。
2006-10-11 gr-qc
Adaptive mesh and geodesically sliced Schwarzschild spacetime in 3+1 dimensions
我们提出的第一个结果获得的3+1维自适应网格代码在数值广义相对论。的自适应网格结合使用的一个标准的ADM代码的动态切片史瓦西时空（测地线切片）的演变。我们认为，自适应网格是特别自然的背景下，广义相对论，除了自适应网格细化的数值效率之一，可能要使用内置的灵活性做数值相对坐标补丁。
1996-08-21 gr-qc
Adaptive Mesh Refinement for Coupled Elliptic-Hyperbolic Systems
我们提出了一个修改的Berger和Oliger自适应网格加密算法，旨在解决耦合，非线性，双曲和椭圆型偏微分方程系统。这样的系统通常出现在广义相对论的场方程的约束演化过程中。该算法的新颖之处是一种“外推和延迟解”的技术，用于处理由动力源驱动的椭圆方程解的非局部性质，在通常的Berger和Oliger时间步进框架内。我们展示了经验结果，证明了这种技术的有效性，在轴对称引力坍缩模拟。我们还描述了其他几个细节的代码，包括截断误差估计使用自阴影层次结构，和细化边界插值算子，用于帮助抑制杂散高频解决方案的组件（“噪声”）。
2006-08-01 gr-qc
Adaptive mesh refinement in binary black holes simulations
本文在GR-Athena++代码中比较了双黑洞并合模拟的三种网格细化策略，发现“球中球”方法在计算成本与波形精度上表现最佳，并量化了各策略的引力波失配度。
2024-03-25 gr-qc
Numerical relativity simulations of neutron star merger remnants using conservative mesh refinement
我们研究相等和不等质量的中子星合并通过新的数值相对论模拟，其中广义相对论流体动力学求解器采用的算法，保证质量守恒的计算网格的细化水平。我们考虑了八个具有总质量$M=2.7\,M_\odot$、质量比$q=1$和$q=1.16$、四个不同状态方程的二元组态，以及一个具有刚性状态方程的组态，$M=2.5M_\odot$和$q=1.5$ .我们着重于并合后的动力学，研究了并合残余物、动力学喷出物和并合后引力波谱。虽然大多数合并的残余物形成一个超大质量的中子星坍缩成一个黑洞+磁盘系统的动力学时标，刚性的EOS最终可以产生一个稳定的大质量中子星。喷出物主要在轨道平面周围发射;受到大质量比和较软EOS的青睐。合并后波谱的主要特征是残余物的非轴对称振荡。由$1.5M_\odot$和$1.0M_\odot$中子星组成的刚性物态方程组态显示出相当奇特的动力学。在合并过程中，伴星变形很大，约~ $\sim0.03M_\odot$的静止质量由于力矩而脱离潮汐尾，合并残余物形成稳定的中子星，周围是一个巨大的吸积盘$\sim0.3M_\odot$。类似的配置可能对电磁对应物特别感兴趣。比较有和没有保守的网格细化算法得到的结果，我们发现，合并后的模拟可能会受到系统误差的影响，如果没有强制执行的网格细化策略中的质量守恒。然而，质量守恒还取决于网格细节和人工大气设置。[删节]
2015-04-06 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Computational Relativistic Astrophysics With Adaptive Mesh Refinement: Testbeds
我们采用自适应网格加密技术，将爱因斯坦方程与相对论流体力学方程耦合，对强引力系统进行了数值模拟。我们表明AMR模拟NS二进制inspiral和合并进行的工作站上具有相当于一个$1025^3$定期unigrid模拟，这是，据我们所知，大于所有以前的模拟类似NS系统的超级计算机上的准确性。我们相信这种能力为广义相对论模拟开辟了新的可能性。
2005-03-03 astro-ph gr-qc
Three-dimensional adaptive evolution of gravitational waves in numerical relativity
自适应技术是成功的天体物理源，如合并紧凑的双星的引力波的数值模拟的关键，因为辐射的波长通常比源的规模大得多。我们已经朝着这个目标迈出了重要的一步，在爱因斯坦方程中使用自适应网格细化来研究弱引力波的演化。2级自适应模拟与unigrid运行在粗和细分辨率进行了比较，并密切跟踪细网格运行的功能。
2000-07-18 astro-ph gr-qc
Interface Conditions for Wave Propagation Through Mesh Refinement Boundaries
本文研究了一维和二维线性和非线性模型方程以及三维广义相对论爱因斯坦方程中波在固定网格边界上的传播。我们证明，使用线性插值设置数据在保护细胞导致生产的反射波的细化边界。实现二次插值以填充保护单元抑制了这些寄生信号。
2003-07-05 gr-qc physics.comp-ph
Accuracy requirements for the calculation of gravitational waveforms from coalescing compact binaries in numerical relativity
本文讨论了现代干涉型引力波探测器中，作为匹配滤波信号提取和物理参数估计模板的引力波波形对螺旋形致密天体双星数值相对论计算的精度要求。利用后牛顿点粒子模型对双星内旋合并前阶段进行数值模拟，计算了双星内旋数值模拟中质量、相对速度和位置的最大允许误差。这些最大允许的误差进行比较的国家的最先进的数值模拟的多轨道双星中子星计算在充分的广义相对论的错误，并被发现要小几个数量级。这些数值模拟的误差的后牛顿模型表明，自适应网格细化与二阶精度有限差分代码耦合将{ \it not}能够鲁棒地获得可靠的引力波提取的TB级计算机上所需的精度。我的结论是，高阶方法（高阶有限差分法和/或谱方法）结合自适应网格细化和/或多面体技术将需要强大的精确引力波提取从数值相对论计算的二进制合并的情况。
2005-04-11 astro-ph gr-qc
A hp-adaptive discontinuous Galerkin solver for elliptic equations in numerical relativity
数值相对论中双曲问题的间断Galerkin方法得到了相当多的关注，显示了该方法在处理流体动力学冲击和其他间断方面的潜在优势。本文研究数值相对论中椭圆问题的间断Galerkin方法。提出了一种新的适用于曲线和非协调网格的hp自适应数值格式。它使用一个多重网格预条件与Chebyshev或Schwarz平滑创建一个非常可扩展的非连续Galerkin代码的通用域。该代码采用紧致化来将外边界移动到空间无穷大附近。我们探讨了一些测试问题的代码的属性，包括一个模仿中子星与相变。我们也应用它来构造两个或三个黑洞的初始数据。
2019-07-02 cs.NA gr-qc math.NA
Sledgehamr: Simulating Scalar Fields with Adaptive Mesh Refinement
本研究提出基于AMReX的代码包sledgehamr，通过支持GPU/CPU集群的灵活可定制框架，降低自适应网格上耦合标量场模拟的复杂度，除轴子弦网络演化外还可应用于标量场动力学引力波研究等场景。
2025-01-13 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The Singularity Threshold of the Nonlinear Sigma Model Using 3D Adaptive Mesh Refinement
非线性西格玛模型（NLSM）是一种从3+1 Minkowski空间到S^3的波映射，使用自适应网格细化（AMR）在三维空间（3D）中计算NLSM的数值解。对于具有紧支撑的初始数据，已知该模型具有两个区域，其中一个区域中规则的初始数据形成奇点，另一个区域中能量被分散到无穷大。这些制度之间的过渡已被证明在球对称，以证明阈值行为之间的黑洞形成和分散的引力理论相似。在这里，我通过去除球对称的假设来推广结果。演化表明球对称临界解仍然是分离两个端态的中间吸引子。
2002-06-29 gr-qc hep-th math-ph
