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1 Introducción
Simulación Numérica por Ordenador en Astrofísica
J.M
. Ibáñez, J.M
. Martí, J.A. Font, J.A. Miralles y P. Cerdá-Durán
Departamento de Astronomía y Astrofísica
Universidad de Valencia
46100-Burjassot, España
[ps version]
1
Introducción
2
Dinámica de fluidos
2
.
1
Dinámica de fluidos: Introducción
2
.
2
Ecuaciones de la Dinámica de Fluidos Perfectos
2
.
3
Fluidos Viscosos
2
.
4
Flujo Compresible Unidimensional
2
.
4
.
1
Teoría lineal de perturbaciones
2
.
4
.
2
Invariantes de Riemann
2
.
4
.
3
Ondas Simples
2
.
4
.
4
Ondas de Choque
2
.
4
.
5
Figuras
2
.
5
Relativistic Hydrodynamics
2
.
5
.
1
Equations of Relativistic Hydrodynamics in Conservation Form
2
.
5
.
2
Characteristic fields
2
.
6
Magnetohidrodinámica Ideal
2
.
6
.
1
Ecuaciones de la MHD ideal en forma conservativa
2
.
6
.
2
Ecuaciones de la RMHD en forma conservativa
2
.
6
.
3
Caso particular: Campo transversal
3
Sistemas Hiperbólicos de leyes de conservación
3
.
1
Introduction
3
.
2
Linear hyperbolic systems of conservation laws
3
.
2
.
1
Numerical schemes
3
.
2
.
2
Some examples
3
.
2
.
3
Definitions
3
.
2
.
4
Discontinuous initial data
3
.
2
.
5
Prelude to nonlinear problems
3
.
3
Non-linear hyperbolic systems of conservation laws
3
.
3
.
1
Weak solutions
3
.
3
.
2
Vanishing viscosity approach: an example
3
.
3
.
3
Physical solutions
3
.
3
.
4
The Riemann problem
4
Métodos en diferencias finitas en dinámica de fluidos computacional
4
.
1
High-resolution shock-capturing schemes
4
.
1
.
1
Godunov's method
4
.
1
.
2
Exact solution of a Riemann problem
4
.
1
.
3
High-resolution shock-capturing schemes
4
.
2
Riemann solvers
4
.
2
.
1
Exact Riemann solvers in relativistic hydrodynamics
4
.
2
.
2
Approximate Riemann solvers
4
.
2
.
3
The Roe solver
4
.
2
.
4
The Marquina solver
4
.
2
.
5
Extensions of classical solvers to relativistic fluid dynamics
4
.
3
A standard implementation of a HRSC scheme
4
.
4
Source terms
4
.
5
Multidimensional problems
4
.
6
General Relativistic Hydrodynamic Equations
4
.
7
One-dimensional numerical tests
4
.
7
.
1
Relativistic shock tube
4
.
7
.
2
Relativistic blast wave
4
.
7
.
3
Relativistic shock reflection
4
.
7
.
4
Spherical (Bondi) accretion onto a black hole
4
.
8
Two-dimensional numerical tests
5
Aplicaciones astrofísicas
5
.
1
Dinámica de nebulosas planetarias
5
.
2
Supernovae
5
.
3
Stellar Core Collapse
5
.
4
Interaction of SNe with their Surroundings
5
.
5
Chorros astrofísicos
5
.
6
Gamma ray burst
5
.
7
Jets from Collapsars
5
.
8
Jets in AGNs
5
.
9
Dinámica galáctica e interacción de galaxias
5
.
10
Multidimensional General-Relativistic Hydrodynamics
5
.
11
Medio Interestelar
5
.
12
Young Stellar Objects
5
.
13
Accretion onto Compact Objects
5
.
14
Computational Cosmology
5
.
15
AMR-Cosmology
6
Prácticas
Práctica 1:Resolución exacta del Problema de Riemann para las ecuaciones de Euler
Introducción
Desarrollo de la práctica
Resumen del programa
e1rpex.f
Representación gráfica
Material
Práctica 2: Aspectos básicos de los métodos en diferencias finitas aplicados a los sistemas hiperbólicos de leyes de conservación. Métodos en diferencias finitas estándar
Introducción
Desarrollo de la práctica
Material
Práctica 3: Aspectos básicos de los métodos en diferencias finitas aplicados a los sistemas de leyes de conservación. Métodos de alta resolución de captura de choques
Introducción
Desarrollo de la práctica
Resumen del programa
bugod.f
Material
Práctica 4: Simulaciones hidrodinámicas uni y multidimensionales mediante técnicas de alta resolución de captura de choques. Piecewise-Parabolic Method (PPM)
Introducción
Primera parte de la práctica: Simulaciones unidimensionales
Segunda parte de la práctica: Simulaciones multidimensionales
Material
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. Ibáñez,
J.M
. Martí,
J.A. Font,
J.A. Miralles
y
P. Cerdá-Durán
