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Long-Time Simulation of Core-Collapse Supernovae

Mattes, Carlos :
Long-Time Simulation of Core-Collapse Supernovae.
Technische Universität, Darmstadt
[Ph.D. Thesis], (2018)

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Item Type: Ph.D. Thesis
Title: Long-Time Simulation of Core-Collapse Supernovae
Language: English
Abstract:

Neutrinos play a crucial role in core-collapse supernovae. An adequate description of the neutrino propagation inside the star, and the neutrino interaction with the stellar material is essential for the simulation of these spectacular astrophysical events. We present the implementation of the Advanced Spectral Leakage (ASL) scheme into the simulation framework FLASH. ASL is based on previous gray leakage schemes, and in addition, it takes into account the spectral information of the neutrino distribution in optically thin regions. Moreover, it also models the trapped component of neutrinos in optically thick regions. We show that ASL is capable of producing reasonable results in a direct comparison with the more sophisticated neutrino treatments IDSA and M1 available in FLASH. Thereafter, we apply ASL in long-time simulations where we investigate the stability of our simulation setup and discuss the implications on the nucleosynthesis. We close our study with the performance preview of ASL in full 3D simulations which reveals its potential in computationally intensive simulations.

Alternative Abstract:
Alternative AbstractLanguage
Neutrinos spielen eine wichtige Rolle in Kernkollapssupernovae. Eine adequate Beschreibung der Neutrinopropagation im inneren des Sterns und die Neutrinointeraktion mit der Sternmaterie sind entscheidend für die Simulation dieser eindrucksvollen astrophysikalischen Ereignisse. Wir präsentieren die Implementierung des Advanced Spectral Leakage (ASL) Schemas in das Simulationsrahmenprogramm FLASH. ASL basiert auf vorherigen grauen Abflussschematas, aber zusätzlich berücksichtigt es die spektrale Information der Neutrinoverteilung in optisch dünnen Regionen. Zudem modeliert es noch die gefangene Neutrinokomponente in optisch dichten Regionen. Wir zeigen, dass ASL in der Lage ist annehmbare Ergebnisse zu produzieren in einem direkten Vergleich mit den bereits vorhandenen technisch ausgereifteren Neutrinoverfahren IDSA und M1, welche bereits vorhanden sind in FLASH. Wir fahren fort mit der Anwendung ASLs in Langzeitsimulationen in denen wir die Stabilität unserer Simulationskonfiguration untersuchen und die Implikationen für die Nukleosynthese diskutieren. Wir schließen unsere Studie mit der Leistungsvorschau ASLs in kompletten 3D Simulationen, die ASLs Potential in rechenintensiven Simulationen aufweist.German
Place of Publication: Darmstadt
Classification DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 500 Naturwissenschaften
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
Divisions: 05 Department of Physics
05 Department of Physics > Institute of Nuclear Physics
05 Department of Physics > Institute of Nuclear Physics > Theoretische Kernphysik
05 Department of Physics > Institute of Nuclear Physics > Theoretische Kernphysik > Kernphysik und Nukleare Astrophysik
05 Department of Physics > Institute of Nuclear Physics > Theoretische Kernphysik > Theoretical Nuclear Astrophysics Group
Date Deposited: 20 Feb 2019 13:06
Last Modified: 20 Feb 2019 13:06
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-84388
Referees: Arcones, Prof. Dr. Almudena and Couch, Prof. Dr. Sean
Refereed: 15 October 2018
URI: https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/8438
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