Stuttgart 2012 – wissenschaftliches Programm

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EP: Fachverband Extraterrestrische Physik

EP 4: Numerische Modellierung

EP 4.3: Vortrag

Dienstag, 13. März 2012, 17:30–17:45, V55.02

Randeffekte bei der Simulation der Filamentierungsinstabilität — •Patrick Kilian, Urs Ganse und Felix Spanier — Lehrstuhl für Astronomie, Universität Würzburg, Deutschland

Etliche Klassen an astrophysikalischen Objekten zeigen starke relativistische Jets. Diese wechselwirken mit dem umgebenden Hintergrundmedium. In der Interaktionsregion durchströmen sich effektiv zwei kollisionsfreie Plasmen, eine Situation die instabil gegenüber Filamentierung ist. Da die Jets für astrophysikalische Fragestellungen wie die Entstehung der hochenergetischen kosmischen Strahlung interessant sind besteht Interesse an der Mikrophysik dieser Filamentierungsregionen.

Zur Simulation der kollisionsfreien Plasmen eigenen sich Particle-in-Cell-Codes. Diese können aufgrund der verfügbaren Rechenleistung jedoch nicht den ganzen Jet simulieren sondern nur herausgegriffene Modellregionen.

Die Wahl der Randbegingungen hat dabei Einfluß auf die Entwicklung der Filamentierungsinstabilität. Zu geringe Ausdehnung der Simulationsbox führt selbst bei periodischen Randbedigungen - genau wie die Beschränkung auf zwei Dimensionen - zu numerischen Artefakten.