Numerical simulation of relativistic astrophysical outflows | van der Westhuizen | Suid-Afrikaanse Tydskrif vir Natuurwetenskap en Tegnologie
I.P. van der Westhuizen
How to cite this abstract: Van der Westhuizen, I.P., Van Soelen, B. & Meintjes, P.J., 2016, ‘Die numeriese simulering van relativistiese astrofisiese uitvloeie’, Suid-Afrikaanse Tydskrif vir Natuurwetenskap en Tegnologie 35(1), a1405. http://dx.doi.org/10.4102/satnt.v35i1.1405
Die numeriese simulering van relativistiese astrofisiese uitvloeie
I.P. van der Westhuizen, B. van Soelen, P.J. Meintjes
Numerical simulation of relativistic astrophysical outflows. In this study a numerical ideal-fluid dynamical model of a relativistic outflow is set up on a structured computational mesh. The open-source code PLUTO is used to evolve the numerical model with time. This model led to the formation of a collimated outflow, which is consistent with previous studies.
Hoëresolusie-radiobeelde wat deur die ‘Very Long Baseline Interferometer’ (VLBI) geneem is, toon ’n komplekse stelsel van interne strukture in die gasstrome wat uit sommige aktiewe galaktiese kerne spruit. Die vorming en evolusie van die strukture in sulke relativistiese uitvloeie kan ondersoek word deur van numeriese modellering gebruik te maak. Die modellering is by uitstek geskik om die huidige teoreties voorspelde toestande met observasies te vergelyk, en stel ons in staat om die omgewing waarin sulke uitvloeie ontwikkel, beter te verstaan. In hierdie referaat lewer ons ’n numeriese model van ’n ideale relativistiese gasuitvloei wat opgestel is op ’n 64x64x64-eenheid-verwerkingsraamwerk. ’n Uniforme agtergrondgas-medium is op die raamwerk gedefinieer en ’n sirkelvormige opening met ’n radius van 1 eenheid is opgestel op die onderste Z-as. Gas het deur die opening gevloei teen ’n spoed wat ooreenstem met ’n Lorentz-faktor van 10. Die model is mettertyd met die PLUTO-rekenaarsagteware verfyn. Hierdie sagteware gebruik hoëresolusie-skokvasleggende algoritmes om mettertyd die numeriese omgewing te ontwikkel op grond van ’n stelsel van parsiële differensiaalvergelykings wat die fluïde dinamiese behoudswette beskryf. Ons resultate wys die vorming van ’n relativistiese gekollimeerde uitvloei, wat omring word deur ’n kokon van terugvloeiende materiaal. Asimmetriese turbulensie vorm in die uitvloei namate dit deur die medium voortplant. ’n Drukverskil tussen die uitvloeiende materiaal en die agtergrondmedium veroorsaak ’n periodieke skokgolf in die sentrale relativistiese straal van die uitvloei. Die resultate wat ons verkry het, stem met dié van vorige studies ooreen. Vir die toekoms van die studie kan ons dus fokus op ’n meer komplekse model wat effekte soos ’n variasie in vloeispoed insluit.