Recientemente estoy trabajando en astrofísica computacional. Mi investigación se centra principalmente en procesos de acreción alrededor de objetos compactos (agujeros negros y estrellas de neutrones), transferencia radiativa y modelado de flujo turbulento compresible.
Vengo de una formación en física teórica y puedo programar en C/C++. Por lo tanto, estoy buscando el asesoramiento de un experto sobre una lista completa de recursos útiles para aprender las diversas técnicas computacionales. También me gustaría saber acerca de los diversos softwares y paquetes que son útiles en astrofísica computacional.
EDITAR:
No busco una respuesta sobre recursos relacionados con aspectos teóricos de hidrodinámica astrofísica o dinámica de gases. Más bien estoy interesado en los métodos computacionales y los softwares usados por los astrofísicos computacionales, por ejemplo, varios paquetes y softwares usados para analizar datos astrofísicos, técnicas usadas para simular discos de acreción alrededor de objetos compactos, etc.
Al menos para abordar los aspectos computacionales de las partes del solucionador de flujo comprimible y turbulento, citaré a Kyle Kanos :
En un aspecto más programático, Riemann Solvers and Numerical Methods de Toro y Finite Volume Methods for Hyperbolic Problems de LeVeque son prácticamente la biblia sobre cómo escribir código que modele con precisión los flujos de fluidos. En ambos libros se necesitan cálculo vectorial y álgebra lineal. El libro de LeVeque está escrito más para estudiantes universitarios, pero es bueno para cualquier persona interesada en métodos numéricos; también incluye referencias a una versión anterior de su código Fortran Clawpack (una biblioteca de código abierto).
Esos son buenos libros sobre los métodos numéricos requeridos para flujos compresibles. Agregaría a esa lista Mecánica de fluidos computacional y transferencia de calor de Anderson, Tannehill y Pletcher. Esto, junto con los demás, debería completar sus necesidades de flujo computacional. Este libro también aborda aspectos del modelado de turbulencia, pero no en gran detalle.
Para familiarizarse con las partes de la turbulencia, debe consultar Turbulent Flows de Pope, que tiene toda la teoría que necesita, además de capítulos sobre la simulación de remolinos grandes y el modelado RANS. Pero el último libro sobre modelado de turbulencias será Turbulence Modeling de Wilcox. Está agotado (y por lo tanto cotiza en $ 800 en Amazon ... ¡ay!), pero encuentra una biblioteca y estarás en buena forma. Esto tendrá prácticamente todos los modelos de cierre RANS y LES que necesitará para la mayoría de los flujos.
Si está interesado específicamente en LES, la simulación de remolinos grandes para flujos incompresibles y la simulación de remolinos grandes para flujos compresibles del grupo de Sagaut en Francia brindan detalles fantásticos. Los flujos incompresibles uno no parece directamente adecuado para lo que necesita, pero los flujos comprimibles uno se basa en él y proporciona detalles que ayudan a comprender el libro de flujos comprimibles.
Si las especies múltiples y la combustión son relevantes para sus aplicaciones particulares, le recomiendo consultar Combustión teórica y numérica de Poinsot. Tiene todos los detalles complicados necesarios para la combustión, pero se centrará más en las llamas fundamentales y las aplicaciones de propulsión. Las ecuaciones y los métodos siguen siendo válidos, por supuesto, pero el enfoque será diferente, por lo que tendrá que mantenerse motivado si eso no lo entusiasma a leer sobre ello.
(Ciertas inestabilidades de flujo también serán importantes para su aplicación, y estas pueden tener diferentes requisitos de modelado para ser correctas. La inestabilidad de Rayleigh-Taylor y Richtmyer-Meshkov_instability serán relevantes con toda probabilidad. Hay varios artículos de revisión completos sobre RTI que agregaré cuando llegue a mi oficina: los hemos citado muchas veces y los usamos para rastrear documentos de física y modelado numérico de sus citas. Deje un comentario si no he actualizado esta parte en unos días. para recordarme...)
Para las partes más astrofísicas (acreción, MHD, reacciones nucleares), tendré que ceder a otros para agregar a esta lista.
kyle kanos
kyle kanos