Numerical Simulation of Black Hole Binaries with Unequal Masses [Elektronische Ressource] / Doreen Müller. Gutachter: Bernd Brügmann ; Luciano Rezzolla ; Kostas Kokkotas

Numerical Simulations of Black HoleBinaries with Unequal MassesDissertationzur Erlangung des akademischen Gradesdoctor rerum naturalium (Dr. rer. nat.)vorgelegt dem Rat derPhysikalisch-Astronomischen FakultätderFriedrich-Schiller-Universität Jenavon Dipl.-Phys. Doreen Müllergeboren am 31.05.1983 in Frankenberg/Sa.Gutachter:1.: Prof. Dr. Bernd Brügmann, Friedrich–Schiller–Universität Jena2.: Prof. Dr. Luciano Rezzolla, Albert Einstein Institut Golm3.: Prof. Dr. Kostas Kokkotas, Eberhard Karls Universität TübingenTag der Disputation: 11.07.2011Contents1 Introduction 12 Numerical Evolution of Einstein’s Equations 52.1 3+1 Split of Einstein’s Equations and ADM Formulation . . . . . . . 52.2 The Evolution System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82.3 Gauge Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102.3.1 The Slicing Condition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102.3.2 The Shift Condition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112.4 Extraction of Gravitational Waves . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132.4.1 The Newman–Penrose Formalism . . . . . . . . . . . . . . . . 132.4.2 Calculating the Strain Waveform from the Weyl Scalar . . . . 162.5 Physical Parameters of a Simulation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202.6 Implementation in the Bam Code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252.7 Convergence and Richardson Extrapolation . . . . . . . . . . . . . . .