Sphenix：面向新一代星系形成模拟的平滑粒子流体动力学

平滑粒子流体动力学（SPH）是一种普遍用于求解流体方程的数值方法，因其守恒性、自然自适应性和简洁性而备受推崇。我们介绍 Sphenix SPH 方案，其设计秉持三个关键目标：与注入能量的子网格物理模块良好协作、具有极高的计算效率（在计算和内存方面）、以及为拉格朗日型。Sphenix 采用密度-能量运动方程，配合可变人工粘性与传导，包括为适配常见星系形成子网格模型而设计的限制器。特别地，我们提出并测试了一种新颖的限制器，可防止跨激波的传导，从而避免反馈事件中的伪辐射损失。Sphenix 被证明能解决传统 SPH 的诸多困难测试问题，包括流体混合与涡量守恒，并在所有适宜的测试中表现出收敛行为。关键的是，我们在 Sphenix 中对各类开关使用相同参数，以展示该方案在生产模拟中的实际性能。