移动网格上的激波寻找：I. 无辐射宇宙学模拟中的激波统计

宇宙学激波通过耗散和热化气体流动动能从而加热宇宙，在等级结构形成中起着重要作用。此外，在流体动力学模拟中识别激波并准确测量其马赫数，对于通过扩散激波加速计算非热粒子成分的产生至关重要。然而，激波在数值模拟中往往被显著展宽，使得实施准确的激波查找器具有挑战性。我们在此介绍了一种在移动网格代码 AREPO 中检测激波的改进方法，并表明激波统计结果可能对实现细节敏感。我们特别强调过滤由切向不连续面和接触面引起的虚假激波检测。这两者在宇宙学模拟中无处不在，例如以剪切诱导的 Kelvin-Helmholtz 不稳定性和冷锋的形式存在。作为我们新实现的初步应用，我们分析了暗物质和重子的无辐射宇宙学模拟中的激波统计。我们发现，红移为零时的大部分能量耗散发生在马赫数约为 ${\cal M}\approx2.7$ 的激波中。此外，几乎 40% 的热化由温热气际介质 (WHIM) 中的激波贡献，而约 60% 发生在星系团、星系群和较小的晕中。与先前的研究相比，这些发现修正了对最重要激波的表征，使其趋向于更高的马赫数和更低密度的结构。我们的结果还表明，密度高于和低于 $\delta_b=100$ 的区域对于大尺度结构激波加速宇宙线的能量学大致同等重要。