天体物理学シミュレーションのための新しい残差分布流体力学ソルバ【JST・京大機械翻訳】

Morton Ben; Khochfar Sadegh; Wu Zhenyu

プレプリント

J-GLOBAL ID：202202218878477570 整理番号：22P0325254

天体物理学シミュレーションのための新しい残差分布流体力学ソルバ【JST・京大機械翻訳】

A New Residual Distribution Hydrodynamics Solver for Astrophysical Simulations

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発行年： 2022年04月04日プレプリントサーバーでの情報更新日： 2022年11月21日
JST資料番号： O7000B 資料種別：プレプリント
記事区分：プレプリント発行国：アメリカ合衆国 (USA) 言語：英語 (EN)

※このプレプリント論文は学術誌に掲載済みです。なお、学術誌掲載の際には一部内容が変更されている可能性があります。

多くの天体物理システムは,それらのバリオンガス成分の挙動がよく理解される場合にのみ正確にモデル化できる。偏微分方程式(PDE)ソルバの残差分布(RD)ファミリーは,対応する流体方程式に対する近似解を生成する。RD法の新しい実装を示した。ソルバは,2Dと3Dの両方で,非構造化三角形分割を通して,時間と空間の両方で2次精度まで,流体の発展を効率的に計算する。著者らは,新しい方法の計算効率を大いに改善するために,ドリフト機構を適用する新しい可変時間ステッピングルーチンを実行した。新しい実装の広範な試験を実施し,非常に低い分解能でさえ,複雑な流体構造を解決するための自然能力を実証した。著者らは,Kelvin-HelmholtzおよびSedov爆風試験によって実証された3-5分解能要素として,複雑な構造を解決することができた。また,正確な進化が小さな差を示すにもかかわらず,典型的なPPEソルバによって予測されたものと一致する寒冷雲破壊時間スケールを見つけることも注目する。コードは3つの残差計算モード,LDA,Nおよび混合スキームを含み,滑らかな流れ(LDA)から極端な衝撃(N)および両方(混合)までのシナリオに対して調整した。RDソルバ結果を他の宇宙物理学コードで使用される最先端のソルバと比較し,特に低解像度で新しいアプローチの競争力を実証した。これは,星形成ガス雲のような重要な構造が,しばしば少数の流体要素によって解決される大規模宇宙物理学シミュレーションにおいて特に興味深い。【JST・京大機械翻訳】

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流体動力学一般

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