sCOLA：扩展至空间域的 N 体 COLA 方法

我们提出了 sCOLA——N 体共动拉格朗日加速（COLA）方法向空间域的扩展。类似于原始的时域 COLA，sCOLA 是一种 N 体方法，用于在与遵循拉格朗日微扰理论计算轨迹的观测者共动的参考系中求解大尺度结构。在 N 体代码中整合 sCOLA 方法可以通过微扰技术捕捉远场引力势来获得计算速度，同时让 N 体代码仅求解近场。远场和近场完全解耦，有效地为代码的 N 体部分局部化了引力。因此，使用 sCOLA 运行小模拟体积的 N 体代码可以重现嵌入在更大模拟中的相同小体积的标准 N 体运行结果。我们证明 sCOLA 可以安全地与原始时域 COLA 结合使用。sCOLA 可用作执行变焦模拟的方法。它还使得 N 体代码能够实现易并行化，从而允许使用网格计算有效地平铺感兴趣体积。此外，sCOLA 可用于廉价地生成大量准确的模拟晕星表，以研究星系聚类。受益最大的巡天是那些具有大纵横比的巡天，例如铅笔束巡天，其中 sCOLA 可以轻松捕捉大尺度横向模式的影响，而无需大幅增加模拟体积。作为该方法的说明，我们使用 freely available 的基于 sCOLA 的 N 体代码展示了概念验证的变焦模拟。