GrGadget：用于宇宙学模拟的N体TreePM相对论代码

我们介绍了将粒子网格（PM）相对论Gevolution代码与TreePM Gadget-4代码相合并的工作，旨在研究宇宙学中的广义相对论效应。我们的代码称为GrGadget，能够利用Gevolution在泊松规范下实现的相对论PM来追踪弱场极限中度规扰动的演化。为此，我们从Gevolution出发编写了一个名为libgevolution的C++库，使其他代码能够访问并使用Gevolution用于其纯PM的N体模拟的相同抽象与资源。该代码假设短距离粒子相互作用可近似为牛顿式的，从而可将牛顿Tree计算出的力与相对论PM计算出的力相结合。结果是一个TreePM模拟代码，在相关尺度上表示度规扰动，同时分辨非线性结构。我们通过将关闭Tree后Gadget-4计算出的力与牛顿极限下libgevolution计算出的力紧密匹配来验证代码。借助GrGadget，我们获得的物质功率谱在小尺度上与牛顿Gadget相容，并在大尺度上包含与Gevolution结果一致的GR特征。我们证明，由于对高度非线性区更好的分辨，网格上采样到的相对论场的表示相较于纯PM模拟有所改善。