基于加权本挤荡非振荡方案的混合宇宙流体动力学/N 体代码

我们提出了一种新开发的宇宙流体动力学代码，基于加权本挤荡非振荡（WENO）方案处理双曲型守恒律。WENO 是一种针对包含断裂的分段光滑解问题设计的高阶精确有限差分方案，已成功应用于包含冲击波和复杂光滑解结构的问题。我们将基于 WENO 方案的流体动力学与标准泊松求解器—粒子网格（PM）算法耦合，用于演化自引力系统。已采用三阶低存储总变降（TVD）龙奥-库尔卡方案进行系统的时间积分。为测试代码的准确性和收敛率，我们对其进行了包括多维 Sod 冲击管、Sedov 爆炸波以及 Zeldovich 煤饼形成在内的若干典型测试。这些测试验证了基于快速收敛率和高精度的 WENO 流体动力学。我们还演化了一个低密度平坦宇宙模型（$\Lambda$CDM）以探讨该代码在实际模拟中的有效性。