Towards an understanding of the resolution dependence of Core-Collapse Supernova simulations
Towards an understanding of the resolution dependence of Core-Collapse Supernova simulations
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了解核心塌陷超新星模拟的分辨率依赖性
DOI：
10.1093/mnras/stz2730
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发表时间：
2019
影响因子：
4.8
通讯作者：
Vartanyan, David
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Nagakura, Hiroki;Burrows, Adam;Radice, David;Vartanyan, David
利用我们最新的最先进的核心坍缩超新星（CCSN）代码fornax，我们探索了三维（3D）超新星模拟结果和特征对空间分辨率的依赖。对于相同的19 M⊙祖星，能量和径向仓，中微子微物理和核状态方程，仅改变θ和φ方向上的角仓数量，我们看到我们的最低分辨率3D模拟不会爆炸。然而，当我们的球极网格在每个角方向上以两倍的因子逐渐增加分辨率时，模型就会爆炸，并且随着分辨率的增加而爆炸的力度会稍微大一些。这表明，三维CCSN模拟的结果可能与空间分辨率有质的依赖关系。更高空间分辨率的关键方面是充分捕捉中微子驱动湍流的物理特性，特别是它的雷诺应力。低分辨率模拟的数值黏度越大，体现湍流应力的湍流涡流阻力越大，因此其活力就会减弱。紊流应力不仅将暂时停止的激波推向更远的地方，而且还使沉积的中微子功率随之增加。这两种效应共同构成了我们观察到的分辨率依赖性的核心。
Using our new state-of-the-art core-collapse supernova (CCSN) codeFornax, we explore the dependence upon spatial resolution of the outcome and character of three-dimensional (3D) supernova simulations. For the same 19 M⊙progenitor star, energy and radial binning, neutrino microphysics, and nuclear equation of state, changing only the number of angular bins in the θ and ϕ directions, we witness that our lowest resolution 3D simulation does not explode. However, when jumping progressively up in resolution by factors of two in each angular direction on our spherical-polar grid, models then explode, and explode slightly more vigorously with increasing resolution. This suggests that there can be a qualitative dependence of the outcome of 3D CCSN simulations upon spatial resolution. The critical aspect of higher spatial resolution is the adequate capturing of the physics of neutrino-driven turbulence, in particular its Reynolds stress. The greater numerical viscosity of lower resolution simulations results in greater drag on the turbulent eddies that embody turbulent stress, and, hence, in a diminution of their vigor. Turbulent stress not only pushes the temporarily stalled shock further out, but bootstraps a concomitant increase in the deposited neutrino power. Both effects together lie at the core of the resolution dependence we observe.
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三维核心塌陷超新星中中微子驱动的湍流对流和静止吸积激波不稳定性
DOI：
10.1088/0004-637x/808/1/70
发表时间：
2014
期刊：
The Astrophysical Journal
影响因子：
--
作者：
E. Abdikamalov;C. Ott;D. Radice;L. Roberts;R. Haas;C. Reisswig;P. Mösta;Hannah Klion;E. Schnetter
通讯作者：
E. Schnetter
DOI：
10.3847/1538-4357/ab2b9d
发表时间：
2019-03
期刊：
The Astrophysical Journal
影响因子：
--
作者：
T. Yoshida;T. Takiwaki;K. Kotake;Koh Takahashi;K. Nakamura;H. Umeda
通讯作者：
T. Yoshida;T. Takiwaki;K. Kotake;Koh Takahashi;K. Nakamura;H. Umeda
DOI：
10.3847/0004-637x/825/1/6
发表时间：
2015-11
期刊：
The Astrophysical Journal
影响因子：
--
作者：
A. Summa;Florian Hanke;H. Janka;T. Melson;A. Marek;B. Müller
通讯作者：
A. Summa;Florian Hanke;H. Janka;T. Melson;A. Marek;B. Müller
多个祖细胞中核心塌陷超新星的高分辨率三维模拟
DOI：
10.1088/0004-637x/785/2/123
发表时间：
2013
期刊：
The Astrophysical Journal
影响因子：
--
作者：
S. Couch;E. O’Connor
通讯作者：
E. O’Connor
电子捕获和低质量铁核塌陷超新星：新的中微子辐射流体动力学模拟
DOI：
10.3847/1538-4357/aa92c5
发表时间：
2017
期刊：
The Astrophysical Journal
影响因子：
--
作者：
Radice, David;Burrows, Adam;Vartanyan, David;Skinner, M. Aaron;Dolence, Joshua C.
通讯作者：
Dolence, Joshua C.