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Journal of the Korean astronomical society = 천문학회지 v.40 no.4, 2007년, pp.91 - 97   피인용횟수: 1

ALTERNATING DIRECTION IMPLICIT METHOD FOR TWO-DIMENSIONAL FOKKER-PLANCK EQUATION OF DENSE SPHERICAL STELLAR SYSTEMS

Shin, Ji-Hye   (Kyung Hee University, Dept. of Astronomy & Space ScienceUU0001575  ); Kim, Sung-Soo   (Kyung Hee University, Dept. of Astronomy & Space ScienceUU0001575  );
  • 초록

    The Fokker-Planck (FP) model is one of the commonly used methods for studies of the dynamical evolution of dense spherical stellar systems such as globular clusters and galactic nuclei. The FP model is numerically stable in most cases, but we find that it encounters numerical difficulties rather often when the effects of tidal shocks are included in two-dimensional (energy and angular momentum space) version of the FP model or when the initial condition is extreme (e.g., a very large cluster mass and a small cluster radius). To avoid such a problem, we have developed a new integration scheme for a two-dimensional FP equation by adopting an Alternating Direction Implicit (ADI) method given in the Douglas-Rachford split form. We find that our ADI method reduces the computing time by a factor of ${\sim}2$ compared to the fully implicit method, and resolves problems of numerical instability.


  • 주제어

    stellar dynamics .   methods:numerical .   globular clusters:general.  

  • 참고문헌 (8)

    1. Chang, J. S., & Cooper, G. 1970, A Partial Difference Scheme for Fokker-Planck Equations, J. Comp. Phy., 6, 1 
    2. Cohn, H. 1979, Numerical Integration of the Fokker-Planck Equation and the Evolution of Star Clusters, ApJ, 234, 1036 
    3. Cohn, H. 1980, Late Core Collapse in Star Clusters and the Gravothermal Instability, ApJ, 242, 765 
    4. Douglas, J., & Rachford, H. H., 1956, On the Numerical Solution of Heat Conduction Problems in Two and Three Space Variables, Trans. Amer. Math. Soc., 82, 421 
    5. Gnedin, O. Y., Lee, H. M., & Ostriker, J. P., 1999a, Effects of Tidal Shocks on the Evolution of Globular Clusters, ApJ, 522, 935 
    6. Gnedin, O. Y., Hernquist, L., & Ostriker, J. P., 1999b, Tidal Shocking by Extended Mass Distributions, ApJ, 514, 109 
    7. Takahashi, K. 1995, Fokker-Planck Models of Star Clusters with Anisotropic Velocity Distributions, PASJ, 47, 561 
    8. Takahashi, K., Lee, H. M., & Inagaki, S. 1997, Evolution of Tidally Truncated Globular Clusters with Anisotropy, MNRAS, 292, 331 
  • 이 논문을 인용한 문헌 (1)

    1. 2010. "" Journal of the Korean astronomical society = 천문학회지, 43(4): 105~113     

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