SFB 382 - Teilprojekt C16

2. Kurzbeschreibung:

Im bisherigen Teilprojekt C16 und dessen Vorläufer A1 wurde das numerische Verfahren Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) methodisch weiterentwickelt, parallelisiert und auf konkrete physikalische Fragestellungen angewendet. Die Ergebnisse sollen nun zur Lösung komplexer astrophysikalischer Systeme eingesetzt werden, deren Behandlung erst durch den SFB-eigenen Parallelrechner und das parallelisierte SPH-Programm möglich wurde. Hierzu zählt vorrangig die Simulation von Akkretionsscheiben in kataklysmischen Veränderlichen mit einer hinreichend hohen räumlichen Auflösung über einen physikalisch relevanten Zeitraum. Parallel soll das SPH-Programm schrittweise erweitert werden, zunächst durch die Berücksichtigung von Strahlungstransport. Dies ist wichtig für den Vergleich mit astronomischen Beobachtungen und im Rahmen von SPH noch weitgehend unerforscht.

Eine Vielzahl von astronomischen Objekten kann nur im Rahmen der relativistischen Hydrodynamik bzw. Gravitationstheorie korrekt beschrieben werden. Die numerische Simulation der relativistischen Hydrodynamik ist nach wie vor eine große Herausforderung. Als Fortsetzung des bisherigen Teilprojekts B8 soll das mittlerweile parallelisierte SPH-Programm zur Lösung der relativistischen Euler-Gleichungen auf viskose Strömungen mit Wärmefluss erweitert werden. Anstelle der relativistischen Navier-Stokes-Fourier-Gleichungen sollen hier erstmals die Gleichungen einer geeigneten Theorie für die kausale, erweiterte Thermodynamik implementiert werden. Diese Beschreibung ist physikalisch und numerisch vorteilhaft und bedeutet gleichzeitig einen völlig neuen Zugang für klassische und relativistische Konfigurationen. Hauptanwendungsgebiete in diesem Rahmen sind wiederum astrophysikalischer Natur, insbesondere Akkretionsflüsse auf kompakte Objekte wie Neutronensterne oder Schwarze Löcher. Synergieeffekte aus den entsprechenden klassischen Modellen sollen intensiv genutzt werden.

3. Verbindungen zu anderen Projekten des SFB

4. Veröffentlichungen in Zusammenhang mit diesem SFB-Projekt