Planetary giant impacts: convergence of high-resolution simulations using efficient spherical initial conditions and swift
Planetary giant impacts: convergence of high-resolution simulations using efficient spherical initial conditions and swift
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行星巨大撞击：使用有效的球形初始条件和快速的高分辨率模拟的收敛
DOI：
10.1093/mnras/stz1606
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发表时间：
2019
影响因子：
4.8
通讯作者：
Teodoro L
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Teodoro L
我们使用光滑粒子流体动力学（SPH）与超过1亿个粒子对年轻的天王星进行巨大的影响模拟。粒子数增加了100-1000倍，这表明粒子数低于107的模拟无法收敛于甚至整体性质，如撞击后的旋转周期，或大气层的详细侵蚀。更高的分辨率似乎可以可靠地确定这些大尺度的结果，但即使是108个粒子也可能不足以研究碎片的详细成分-发现超过洛希半径的岩石比105个粒子多出近一个数量级。我们提出了两个软件的发展，使这种增加的可行数量的粒子。首先，我们提出了一个算法，将任何数量的粒子在一个球壳，使他们都有一个SPH密度在1%的期望值。从这些嵌套壳层构建的模型行星中的粒子具有低于逃逸速度的1%的均方根速度，这避免了需要长时间的前驱模拟来产生宽松的初始条件。其次，我们开发了用于行星模拟的流体动力学代码swift，swift使用基于任务的并行和其他现代算法方法来充分利用当代超级计算机体系结构。粒子放置代码和swift都是公开发布的。
We perform simulations of giant impacts on to the young Uranus using smoothed particle hydrodynamics (SPH) with over 100 million particles. This 100–1000 × improvement in particle number reveals that simulations with below 107particles fail to converge on even bulk properties such as the post-impact rotation period, or on the detailed erosion of the atmosphere. Higher resolutions appear to determine these large-scale results reliably, but even 108particles may not be sufficient to study the detailed composition of the debris – finding that almost an order of magnitude more rock is ejected beyond the Roche radius than with 105particles. We present two software developments that enable this increase in the feasible number of particles. First, we present an algorithm to place any number of particles in a spherical shell such that they all have an SPH density within 1 per cent of the desired value. Particles in model planets built from these nested shells have a root-mean-squared velocity below 1 per cent of the escape speed, which avoids the need for long precursor simulations to produce relaxed initial conditions. Secondly, we develop the hydrodynamics codesphwith interdependent fine-grained tasking(swift) for planetary simulations.swiftuses task-based parallelism and other modern algorithmic approaches to take full advantage of contemporary supercomputer architectures. Both the particle placement code andswiftare publicly released.
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早期天王星巨大撞击对自转、内部结构、碎片和大气侵蚀的影响
DOI：
10.3847/1538-4357/aac725
发表时间：
2018
期刊：
The Astrophysical Journal
影响因子：
--
作者：
Kegerreis J
通讯作者：
Kegerreis J
SWIFT：具有相互依赖的细粒度任务分配的 SPH
DOI：
--
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
--
作者：
M. Schaller;P. Gonnet;A. B. G. Chalk;P. Draper
通讯作者：
P. Draper
为平滑粒子流体动力学模拟生成最佳初始条件
DOI：
--
发表时间：
2012
期刊：
Publications Astronomical Society of Australia
影响因子：
--
作者：
S. Diehl;G. Rockefeller;Christopher L. Fryer;D. Riethmiller;T. Statler
通讯作者：
T. Statler
主要行星的实用 SPH 模型
DOI：
10.1111/j.1365-2966.2007.11498.x
发表时间：
2007
影响因子：
4.8
作者：
M. Woolfson
通讯作者：
M. Woolfson
使用新的拉格朗日方法增强巨型撞击模拟中的混合
影响因子：
4.9
作者：
Hongping Deng;Christian Reinhardt;Federico Benitez;L. Mayer;J. Stadel;A. Barr
通讯作者：
A. Barr