Numerical Simulations of Self-Gravitating Systems Through Collision less Boltzmann Equation on Six-Dimensional Phase Space

六维相空间上无碰撞玻尔兹曼方程对自引力系统的数值模拟

基本信息

批准号：
21654026
负责人：
YOSHIKAWA Kohji
金额：
$ 2.11万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2011
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21654026/
关键词：
数値シミュレーション自己重力系ボルツマン方程式

项目摘要

We develop a numerical simulation code for self-gravitating systems which directly integrates the collisionless Boltzmann equation coupled with the Poisson equation on the six-dimensional phase space, and perform, for the first time, a set of numerical simulations of self-gravitating systems using the collisionless Boltzmann equation with a scientifically meaningful problem size. Furthermore, by comparing the results obtained from both of our numerical simulations and conventional N-body simulations, we confirm the validity of our numerical method and estimate its advantage and disadvantages over the conventional N-body method. We also adopt our method to numerical simulations of the large-scale structure formation in the universe by extending our implementation into the cosmological comoving frame, and confirm its validity again by comparing the results with those from conventional N-body simulations.

我们开发了自引力系统数值模拟代码，直接将无碰撞玻尔兹曼方程与六维相空间上的泊松方程耦合起来，并首次使用自引力系统进行了一组数值模拟具有科学意义的问题规模的无碰撞玻尔兹曼方程。此外，通过比较我们的数值模拟和传统 N 体模拟获得的结果，我们证实了我们的数值方法的有效性，并评估了其相对于传统 N 体方法的优缺点。我们还将我们的方法扩展到宇宙学共动框架中，对宇宙中大规模结构形成进行了数值模拟，并通过与传统 N 体模拟的结果进行比较，再次证实了其有效性。

项目成果

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专利数量（0）

A high-frequency study of the Sunyaev-Zel'dovich effect morphology in galaxy clusters

星系团中 Sunyaev-Zeldovich 效应形态的高频研究

DOI：
发表时间：
2011
期刊：
Monthly Notice of the Royal Astronomical Society
影响因子：
0
作者：
Prokhorov;D. A.;Colafrancesco;S.;Akahori;T.;Million;E. T.;Nagataki;S.;Yoshikawa;K
通讯作者：
K

新しいSIMD拡張命令セットAdvanced Vector eXtensionsを用いた高性能無衝突系N体計算ライブラリの開発

使用新的 SIMD 扩展指令集 Advanced Vector eXtensions 开发高性能无碰撞 N 体计算库

DOI：
发表时间：
2011
期刊：
影响因子：
0
作者：
S.Yoshida;et al.;吉川耕司
通讯作者：
吉川耕司

Can electron distribution functions be derived through the Sunyaev-Zel'dovich effect?

可以通过 Sunyaev-Zeldovich 效应导出电子分布函数吗？

DOI：
10.1051/0004-6361/201016036
发表时间：
2011
期刊：
Astronomy & Astrophysics
影响因子：
6.5
作者：
Prokhorov;D. A.;Colafrancesco;S.;Akahori;T.;Yoshikawa;K.;Nagataki;S.;Seon;K.-I.
通讯作者：
K.-I.

N-body simulation for self-gravitating collisional systems with a new SIMD instruction set extension to the x86 architecture, Advanced Vector eXtensions

使用 x86 架构的新 SIMD 指令集扩展 Advanced Vector eXtensions 进行自引力碰撞系统的 N 体仿真