銀河アウトフローから解明する低質量銀河形成

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本年度は、大規模計算に向けて、宇宙論的流体シミュレーションコードGADGET4-Osakaの開発に取り組んだ。主な内容は以下3点である。第一に、GADGET4-Osakaで採用されているSPH法流体ソルバの改善と検証を行った。先行研究で提案された人工粘性と人工熱伝導を実装し、点源爆発テストやケプラー円盤テストなどで精度を検証した。関数形やパラメータを網羅的に調査し、両方のテストでよい結果を出すような、必要な領域のみで人工粘性を発生させるスキームを開発した。第二に、コードの最適化を行った。SIMD並列を有効に使えるようにコードを変更し、流体計算を高速化した。また、通信の最適化を行い、無駄な通信と待ち時間を削減した。さらに、計算ドメインの分割方法を調整することでメモリバランスを改善し、ドメイン分割に掛かる時間も短縮した。これらの最適化によって2倍程度の高速化を達成した。第三に、昨年度まで開発してきた超新星フィードバックモデルを実装し、テスト計算を行ってモデルの検証と変更を行った。テスト計算としてはボックスサイズ 50 Mpc の宇宙論的シミュレーションを実行し、銀河の質量関数などを観測と比較した。その結果、観測を再現するためには高赤方偏移で強いフィードバックが必要であることが分かった。本年度の研究では、高密度な高赤方偏移銀河でフィードバックが強く働く状況を考慮したモデルを実装し、それにより観測をより良く再現することを確認した。