Bisbas, T. G., Haworth, T. J., Williams, R. J. R., Mackey, J., Tremblin, P., Raga, A. C., Arthur, S. J., Baczynski, C., Dale, J. E., Frostholm, T., Geen, S., Haugbolle, T., Hubber, D., Iliev, I. T., Kuiper, R., Rosdahl, J., Sullivan, D., Walch, S. and Wuensch, R. (2015). STARBENCH: the D-type expansion of an H II region. Mon. Not. Roy. Astron. Soc., 453 (2). S. 1324 - 1344. OXFORD: OXFORD UNIV PRESS. ISSN 1365-2966
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STARBENCH is a project focused on benchmarking and validating different star formation and stellar feedback codes. In this first STARBENCH paper we perform a comparison study of the D-type expansion of an H II region. The aim of this work is to understand the differences observed between the 12 participating numerical codes against the various analytical expressions examining the D-type phase of H II region expansion. To do this, we propose two well-defined tests which are tackled by 1D and 3D grid-and smoothed particle hydrodynamics-based codes. The first test examines the 'early phase' D-type scenario during which the mechanical pressure driving the expansion is significantly larger than the thermal pressure of the neutral medium. The second test examines the 'late phase' D-type scenario during which the system relaxes to pressure equilibrium with the external medium. Although they are mutually in excellent agreement, all 12 participating codes follow a modified expansion law that deviates significantly from the classical Spitzer solution in both scenarios. We present a semi-empirical formula combining the two different solutions appropriate to both early and late phases that agrees with high-resolution simulations to less than or similar to 2 per cent. This formula provides a much better benchmark solution for code validation than the Spitzer solution. The present comparison has validated the participating codes and through this project we provide a data set for calibrating the treatment of ionizing radiation hydrodynamics codes.
Item Type: | Journal Article | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Creators: |
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URN: | urn:nbn:de:hbz:38-389516 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DOI: | 10.1093/mnras/stv1659 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Journal or Publication Title: | Mon. Not. Roy. Astron. Soc. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Volume: | 453 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Number: | 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Page Range: | S. 1324 - 1344 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Date: | 2015 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Publisher: | OXFORD UNIV PRESS | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Place of Publication: | OXFORD | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ISSN: | 1365-2966 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Language: | English | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Faculty: | Unspecified | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Divisions: | Unspecified | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Subjects: | no entry | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Uncontrolled Keywords: |
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URI: | http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/38951 |
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