关于无耗散宇宙模拟中分辨率效应的研究
天体物理学
2009-10-31 v1
摘要
我们present了对无耗散宇宙模拟中数值效应的研究。通过对比使用三种不同N体技术（粒子网格(PM)、自适应P3M(AP3M)代码和自适应细化树(ART)代码）进行的系列64^3粒子模拟结果（包括不同的力分辨率和时间步数），来评估和研究数值效应。因此，这项研究既是对数值效应的分析，也是对不同代码系统性比较。我们发现，给定在同一代码类型内达到收敛后，AP3M和ART代码会产生相似的结果。我们还发现，数值效应可能以此前未讨论过的方式影响高分辨率模拟。特别是，我们的研究揭示了两种散射（two-body scattering）的存在，其效应因时间积分不准确而被放大。该过程会影响物质关联函数、暗物质星系的质量函数和内密度等统计量，这些统计量在尺度远大于力分辨率时都受到影响，尽管不同统计量可能受到不同影响。我们讨论了强散射可能发生的条件，以及力分辨率和积分时间步的选择。此外，我们讨论了最近关于力软化小于平均粒子间距时模拟不可信的主张，并论证这一说法在一般情况下是不正确的，仅适用于相位敏感统计量。我们的结论是，根据质量和力分辨率以及积分时间步的选择，力分辨率可至于平均粒子间距的0.01倍。
引用
@article{arxiv.astro-ph/9912257,
title = {On effects of resolution in dissipationless cosmological simulations},
author = {Alexander Knebe and Andrey V. Kravtsov and Stefan Gottloeber and Anatoly Klypin},
journal= {arXiv preprint arXiv:astro-ph/9912257},
year = {2009}
}
备注
submitted to MNRAS, LaTeX (uses mn.sty), 19 pages, 15 figs, high-res figures can be found at http://www-thphys.physics.ox.ac.uk/users/AlexanderKnebe/publications.html