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

• 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

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.

我们开发了一个自引力系统的数值模拟程序，它直接集成了无碰撞玻尔兹曼方程耦合泊松方程的六维相空间，并执行，第一次，一组数值模拟的自引力系统使用无碰撞玻尔兹曼方程具有科学意义的问题大小。此外，通过比较从我们的数值模拟和传统的N体模拟得到的结果，我们证实了我们的数值方法的有效性，并估计其优点和缺点，比传统的N体方法。我们还将我们的方法推广到宇宙共动框架中，并将其应用于宇宙大尺度结构形成的数值模拟，通过与传统N体模拟结果的比较，再次验证了我们方法的有效性.

项目成果

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.

Non-Equilibrium Ionization State and Two-Temperature Structure in the Bullet Cluster 1E 0657−56

子弹团 1E 0657−56 中的非平衡电离态和双温结构

• DOI: 10.1093/pasj/64.1.12
• 发表时间: 2011
• 期刊: Publications of the Astronomical Society of Japan
• 影响因子: 2.3
• 作者: T. Akahori;K. Yoshikawa
• 通讯作者: K. Yoshikawa

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

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

argot: accelerated radiative transfer on grids using oct‐tree

• DOI: 10.1111/j.1365-2966.2011.19927.x
• 发表时间: 2011-05
• 期刊: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
• 影响因子: 4.8
• 作者: T. Okamoto;K. Yoshikawa;M. Umemura

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

• 发表时间: 2011
• 作者: S.Yoshida;et al.;吉川耕司
• 通讯作者: 吉川耕司