Lars Buntemeyer, Dissertation, Fachbereich Physik der Universität Hamburg, 2014 :

"Characteristics based radiative transfer for parallel adaptive mesh refinement hydrodynamics"



Summary

Kurzfassung

In dieser Arbeit wird ein neuer Algorithmus vorgestellt, welcher die Strahlungstransportgleichung auf adaptiven Gittern integriert und über die Gebietszerlegungsmethode parallelisiert ist. Der Algorithmus basiert auf der Methode der Charakteristiken, welche die Implementierung eines adpativen Raytracers erfordert. Das Strahlungsfeld wird dabei in eine lokale und eine globale Komponente zerlegt, welche separat berechnet und kombiniert werden, um das Problem der Nicht-Lokalität zu lösen. Der Algorithmus ist im Framework des magneto-hydrodynamischen Computer Codes FLASH implementiert und an diesen gekoppelt. Das Ziel der Arbeit ist es, ein numerisches Werkzeug zu entwickeln, mit dem Strahlungseffekte in Sternentstehungssimulationen studiert werden können, da diese eine angemessene Handhabung von Strahlungstransport sowohl in optisch dünnen als auch optisch dichten Regionen erfordert.

Titel

Kurzfassung

Summary

We present an algorithm for solving the radiative transfer problem using adaptive mesh refinement and domain decomposition for massively parallel computation. The solver is based on the method of characteristics which requires an adaptive raytracer that integrates the radiative transfer equation. The radiation field is split into local and global components which are handled separately to overcome the non-locality problem. The solver is implemented in the framework of the magnetohydrodynamical computer code FLASH and is coupled to it by an operator-splitting step. The goal is to create a numerical tool that can be used to study radiative effects in the context of star formation simulations which requires a proper treatment of radiation physics that covers both optically thin as well as optically thick regimes.