Какова роль гидродинамики сглаженных частиц (SPH) в космологических симуляциях N тел, таких как Millenium Run (выполняемых с помощью Gadget-2 )?
Чтобы ответить на ваш конкретный вопрос: абсолютно никакого.
Millenium run - это симуляция «только темной материи». В такого рода моделировании газовая физика играет незначительную роль. Весь газ (и звезды, вообще вся «барионная материя», как ее называют на жаргоне) удаляется и заменяется дополнительной темной материей. Дополнительная темная материя добавляется только для того, чтобы сохранить плотность Вселенной такой же, какой она была бы с включенным газом. В некоторых масштабах поведение темной материи не очень чувствительно к процессам «барионной физики», поэтому этот процесс в конечном итоге дает результат моделирования, который является достойным приближением к крупномасштабной структуре Вселенной. Кроме того, гораздо дешевле с точки зрения вычислительного времени запустить симуляцию только темной материи, чем симуляцию, включающую газовую физику.
Гидродинамика сглаженных частиц, как следует из названия, представляет собой метод решения уравнений гидродинамики, поэтому он используется только в симуляциях, моделирующих газ (звезды обычно рассматриваются как бесстолкновительная жидкость или, если разрешение достаточно, как отдельные точечные массы, и поэтому рассматриваются отдельно). В SPH газ дискретизируется как набор лагранжевых «частиц». Каждая частица имеет положение и скорость, а также свойства жидкости (например, температуру, давление и т. д.). Чтобы получить свойства жидкости в произвольной точке пространства, соответствующее свойство вычисляется как сглаженное ядром среднее значение по соседним частицам. Обычно самые близкие частицы несут наибольший вес, а частицы за пределами определенного расстояния вообще не вносят вклада. Эти «сглаженные»
Недавние космологические симуляции начали включать гидродинамику. Двумя в настоящее время наиболее актуальными являются EAGLE , который использует SPH (модифицированный код P-Gadget-3), и Illustris , который использует совершенно другой метод, называемый движущейся сеткой (код AREPO), для решения уравнений гидродинамики.
Хелдер Велес