宇宙学模拟代码 $\scriptstyle{\rm CO}N{\rm CEPT}\, 1.0$

我们呈现宇宙学模拟代码 $\scriptstyle{\rm CO}N{\rm CEPT}$ 的 1.0 版本，该代码专为大规模结构形成的模拟而设计。$\scriptstyle{\rm CO}N{\rm CEPT}\, 1.0$ 包含一个 P$^3$M 引力求解器，其短程部分采用新颖的（子）分块策略实现，并耦合了独立且自适应的粒子时间步进。$\scriptstyle{\rm CO}N{\rm CEPT}$ 的主要目标之一是易用性。为此，它内置初始条件生成，并能以快照、功率谱和直接可视化的形式产生输出。$\scriptstyle{\rm CO}N{\rm CEPT}$ 是首个用 Python 编写的大规模并行宇宙学模拟代码。尽管如此，其获得了优异的性能，即使在低到中等聚类情况下，与 $\scriptstyle{\rm GADGET}$ 等其他代码在相似精度下比较也颇具优势。通过功率谱比较，我们发现 $\scriptstyle{\rm CO}N{\rm CEPT}\, 1.0$ 与 $\scriptstyle{\rm GADGET}$ 之间极为一致。在大型和中等尺度上，代码间一致性远优于千分之一水平，而在所探测的最小尺度（$k \sim 13\, h/{\rm Mpc}$）上，一致性约为 $1\, \%$。$\scriptstyle{\rm CO}N{\rm CEPT}$ 代码已开放发布，并附带稳健的安装脚本以及详尽文档。