Collaborative Research: High Order Accurate Weighted Essentially Non-Oscillatory Algorithms with Applications to Cosmological Hydrodynamic Simulations

合作研究:高阶精确加权本质非振荡算法及其在宇宙流体动力学模拟中的应用

基本信息

  • 批准号:
    0506734
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 22.28万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2005
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2005-07-01 至 2010-06-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

AST-0506734ShuThis project will attempt to combine algorithm development for high order accurate, weighted essentially non-oscillatory schemes for solving high speed, high Mach number inviscid flows containing strong shocks and other complex flow structures, with cosmological applications in hydrodynamic simulations. The objective is to develop efficient and robust numerical methods for cosmological applications, and to consider the hydrodynamics of the epoch of reionization, the hydrodynamical behavior of baryon gas around dark matter singularities, the statistical discrepancy between the intergalactic medium and dark matter in the non-linear regime of clustering, the entropy production of gravitational shocks, and other complex structural problems. Addressing cosmology's unique difficulties, such as the existence of extremely strong singularities and the effective coupling of hyperbolic hydrodynamic equations with elliptic equations for self-gravity, requires advances in computational mathematics and scientific computing.Broader impacts include enhancing a collaboration across two universities, advancing the mathematical sophistication of astrophysics, and making algorithms and codes of general utility available to the wider astrophysics, physics, and engineering communities.
AST-0506734Shu该项目将尝试将用于求解包含强冲击和其他复杂流动结构的高速、高马赫数无粘流的高阶精确、加权本质上非振荡方案的算法开发与流体动力学模拟中的宇宙学应用结合起来。 其目标是为宇宙学应用开发高效、鲁棒的数值方法,并考虑再电离时代的流体动力学、暗物质奇点周围重子气体的流体动力学行为、非星系间介质和暗物质之间的统计差异。聚类的线性机制、引力冲击的熵产生以及其他复杂的结构问题。 解决宇宙学的独特困难,例如极强奇点的存在以及双曲流体动力学方程与自引力椭圆方程的有效耦合,需要计算数学和科学计算的进步。更广泛的影响包括加强两所大学之间的合作,推进天体物理学的数学复杂性,并使通用的算法和代码可供更广泛的天体物理学、物理学和工程界使用。

项目成果

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