################################################# ## ## 这个文件包含了数值相对论所需要的输入 ## 小曲 ## 2024/03/19 --- 2025/02/27 ## ################################################# import numpy ## 导入 numpy 包 ################################################# ## 设置程序运行目录和计算资源 File_directionary = "xiaoqu_Results_GW150914_testEScalar" ## 程序运行目录 Output_directionary = "output_file" ## 存放二进制数据的子目录 MPI_processes = 16 ## 想要调用的进程数目 GPU_Calculation = "no" ## 是否开启 GPU 计算，可选 yes 或 no CPU_Part = 0.5 GPU_Part = 0.5 ################################################# ################################################# ## 设置程序计算方法 Symmetry = "equatorial-symmetry" ## 系统对称性，可选 equatorial-symmetry、no-symmetry Equation_Class = "BSSN-EScalar" ## 设置方程形式，可选 BSSN、Z4C、BSSN-EScalar、BSSN-EM ## BSSN 和 Z4C 适合于 GR 旋转黑洞的真空计算 ## BSSN-EM 涉及 GR 带电黑洞的真空计算 ## BSSN-EScalar 涉及到标量张量-F(R) 理论的计算，需要在后面设定额外参数 ## 注意：GPU 计算仅支持 BSSN ## 这里选择 BSSN-EScalar，需要在后面设定 F(R) 理论的参数 Initial_Data_Method = "Ansorg-TwoPuncture" ## 设置求解数值相对论初值的方法 ## 可选 Ansorg-TwoPuncture、Lousto-Analytical、KerrSchild-Analytical Time_Evolution_Method = "runge-kutta-45" ## 时间演化方法，可选 runge-kutta-45 Finite_Diffenence_Method = "6th-order" ## 有限差分方法，可选 2nd-order、4th-order、6th-order、8th-order ################################################# ################################################# ## 设置时间演化信息 Start_Evolution_Time = 0.0 ## 起始演化时间 Final_Evolution_Time = 50.0 ## 最终演化时间 Check_Time = 1000.0 Dump_Time = 50.0 ## 每隔一定时间间隔储存数据 D2_Dump_Time = 300.0 Analysis_Time = 0.1 Evolution_Step_Number = 10000000 ## 时间迭代次数 Courant_Factor = 0.5 ## Courant 因子（决定每一步时间演化的时间间隔） Dissipation = 0.2 ## 耗散因子 ################################################# ################################################# ## 设置多层格点信息 basic_grid_set = "Patch" ## 设定网格类型，可选 Patch 和 Shell-Patch grid_center_set = "Cell" ## 网格中心设置，可选 Cell 和 Vertex grid_level = 11 ## 设置格点的总层数 static_grid_level = 6 ## 设置静态格点的层数 moving_grid_level = grid_level - static_grid_level ## 可移动格点的层数 analysis_level = 0 refinement_level = 4 ## 从该层开始进行时间细化 grid_maxvalue = 500.0 ## 设置最外层格点的坐标最大值 grid_minvalue = - grid_maxvalue ## 设置最外层格点的坐标最小值ֵ static_grid_number = 80 ## 设置固定格点每一层每一维数的格点数目 moving_grid_number = 40 ## 设置可移动格点每一层每一维数的格点数目 shell_grid_number = [32, 32, 100] ## 设置最外层球状网格（shell patch）的格点数目 ## 以 phi、theta、r 的顺序给定 devide_factor = 2.0 ## 设置相邻两层网格分辨率的比例（不要轻易改变） static_grid_type = 'Linear' ## 设置固定格点的类型，可选 'Linear' moving_grid_type = 'Linear' ## 设置固定格点的类型，可选 'Linear' quarter_sphere_number = 64 ## 1/4 球面积分的格点数目 ################################################# ################################################# ## 设置黑洞 puncture （穿刺法）的信息 puncture_number = 2 ## 设置 puncture 的数目 position_BH = numpy.zeros( (puncture_number, 3) ) ## 初始化每个黑洞的初始位置 parameter_BH = numpy.zeros( (puncture_number, 3) ) ## 初始化每个黑洞的参数 dimensionless_spin_BH = numpy.zeros( (puncture_number, 3) ) ## 初始化每个黑洞的无量纲自旋 momentum_BH = numpy.zeros( (puncture_number, 3) ) ## 初始化每个黑洞的动量 puncture_data_set = "Manually" ## 设置双星轨道坐标的方式，可选 Manually 和 TwoPuncture #--------------------------------------------- ## 如果设置双星初始轨道坐标的方式选为 TwoPuncture，只需要给定黑洞参数，偏心率，距离即可 ## 这一步要与初值求解中的 Ansorg-TwoPuncture 配合使用，否则可能会报错 ## （也就是说，用 Ansorg-TwoPuncture 求解初值，轨道坐标设置可以设置 Manually 和 TwoPuncture， ## 但双星轨道坐标如果设置为 Manually 而不是 TwoPuncture，最好使用其它方法求解数值初值，否则可能会使 TwoPuncture 程序无法正确读入输入而报错） Distance = 10.0 e0 = 0.0 ## 设置每个黑洞的参数 (M Q* a*) ## 质量 无量纲电荷 无量纲自旋 parameter_BH[0] = [ 36.0/(36.0+29.0), 0.0, 0.31 ] parameter_BH[1] = [ 29.0/(36.0+29.0), 0.0, -0.46 ] ## 注意，如果求解数值相对论初值的方法选为 Ansorg-TwoPuncture ，第一个黑洞必须为质量较大的那个，且则黑洞总质量会自动 rescale 为 M=1 （其它情况下必须手动 rescale） ## 设置每个黑洞的无量纲自旋 ## 无对称性时 ，需要手动给 3 个方向的自旋角动量 dimensionless_spin_BH[0] = [ 0.0, 0.0, 0.31 ] dimensionless_spin_BH[1] = [ 0.0, 0.0, -0.46 ] ## 注意，如果设置双星初始轨道坐标的方式选为 TwoPuncture，则程序自动调整将较大质量黑洞放在 y 轴正向，将较小质量黑洞放在 y 轴负向 ## 如果设置双星初始轨道坐标的方式选为 Manually，且则需要手动调整到 y 轴方向 ## use Brugmann's convention ## -----0-----> y ## - + #--------------------------------------------- ## 如果设置 puncture data 的方式选为 Manually，需要手动给定所有黑洞参数 ## 设置每个黑洞的初始位置 position_BH[0] = [ 0.0, +4.4615385, 0.0 ] position_BH[1] = [ 0.0, -5.5384615, 0.0 ] ## 设置每个黑洞的动量信息 momentum_BH[0] = [ -0.0953, -0.000845, 0.0 ] momentum_BH[1] = [ +0.0953, +0.000845, 0.0 ] ################################################# ################################################# ## 设置引力波和探测器的相关信息 GW_L_max = 4 ## 引力波最大的 L GW_M_max = 4 ## 引力波最大的 M Detector_Number = 11 ## 探测器的数目 Detector_Rmin = 50.0 ## 最近探测器的距离 Detector_Rmax = 150.0 ## 最远探测器的距离 ################################################# ################################################# ## 设置表观视界的参数 AHF_Find = "no" ## 是否开启表观视界计算，可选 yes 或 no AHF_Find_Every = 24 AHF_Dump_Time = 20.0 ################################################# ################################################# ## 标量-张量-f(R) 理论的一些参数 ## 仅对 BSSN-EScalar 的计算有影响 FR_a2 = 3.0 ## f(R) = R + a2 * R^2 FR_l2 = 10000.0 FR_phi0 = 0.00005 FR_r0 = 120.0 FR_sigma0 = 8.0 FR_Choice = 2 ## Choice 可选为 1 2 3 4 5 ## 1: phi(r) = phi0 * Exp(-(r-r0)**2/sigma0) ## V(r) = 0 ## 2: phi(r) = phi0 * a2^2/(1+a2^2) ## V(r) = Exp(-8*Sqrt(PI/3)*phi(r)) * (1-Exp(4*Sqrt(PI/3)*phi(r)))**2 / (32*PI*a2) ## 该 V(r) 由 f(R) = R + a2*R^2 诱导 ## 3: Schrodinger-Newton 系统给定的 phi(r) ## V(r) = Exp(-8*Sqrt(PI/3)*phi(r)) * (1-Exp(4*Sqrt(PI/3)*phi(r)))**2 / (32*PI*a2) ## 该 V(r) 由 f(R) = R + a2*R^2 诱导 ## 4: phi(r) = phi0 * 0.5 * ( tanh((r+r0)/sigma0) - tanh((r-r0)/sigma0) ) ## V(r) = 0 ## f(R) = R + a2*R^2 其中 a2 设定为 a2 = +oo ## 5: phi(r) = phi0 * Exp(-(r-r0)**2/sigma) ## V(r) = 0 ################################################# ################################################# ## 其它选项 ## 还在测试中 ## 但不建议用户轻易改动这些选项 boundary_choice = "BAM-choice" ## 索莫菲边界条件设定，可选 "BAM-choice" 和 "Shibata-choice" ## 目前的版本定建议选为 "BAM-choice" gauge_choice = 0 ## 规范条件选取 ## 0: B^i gauge ## 1: David's puncture gauge ## 2: MB B^i gauge ## 对Z4C和GPU计算好像有bug ## 3: RIT B^i gauge ## 4: MB beta gauge ## 5: RIT beta gauge ## 6: MGB1 B^i gauge ## 7: MGB2 B^i gauge ## 目前的版本建议选为 0 或 1 tetrad_type = 2 ## tetradtype 选取 ## 以下 v:r; u: phi; w: theta ## v^a = (x,y,z) ## 0: orthonormal order: v,u,w ## v^a = (x,y,z) ## m = (phi - i theta)/sqrt(2) ## following Frans, Eq.(8) of PRD 75, 124018(2007) ## 1: orthonormal order: w,u,v ## m = (theta + i phi)/sqrt(2) ## following Sperhake, Eq.(3.2) of PRD 85, 124062(2012) ## 2: orthonormal order: v,u,w ## v_a = (x,y,z) ## m = (phi - i theta)/sqrt(2) ## following Frans, Eq.(8) of PRD 75, 124018(2007) ## 目前的版本建议选为 2 #################################################