LAMOST星系红移巡天的数值模拟研究:(Ⅰ)理论模型及模拟样本构造

基于N体数值模拟技术,给出在各种宇宙学模型框架下,产生LAMOST红移巡天的模拟样本的方法．在模拟样本构造中,采用双参数的tagrange偏袒模型,并结合LAMOST的设计,考虑了径向选择效应及巡天几何的限制;同时还根据星系形态和环境的关系,进一步对模拟样本的星系形态进行分类．选择APM的亮星系样本对模型进行检验,并通过计算其角相关函数和模型进行比较．计算结果表明,对包括所有形态的星系样本,模拟样本给出了和观测相符的结果,而对基于Postman和Geller的形态一环境关系所得到的不同形态的模拟星系分布,模拟样本中的椭圆星系和透镜星系不足以解释APM亮星系样本中的成团强度,即强偏袒效应．最后,从实测角度出发,对采用的模拟方法和样本进行评估．     

LAMOST星系红移巡天的数值模拟[3mm］研究:(I)理论模型及模拟样本构造

基于N体数值模拟技术,给出在各种宇宙学模型框架下,产生LAMOST红移巡天的模拟样本的方法. 在模拟样本构造中,采用双参数的Lagrange偏袒模型,并结合LAMOST的设计,考虑了径向选择效应及巡天几何的限制;同时还根据星系形态和环境的关系,进一步对模拟样本的星系形态进行分类. 选择APM的亮星系样本对模型进行检验,并通过计算其角相关函数和模型进行比较. 计算结果表明,对包括所有形态的星系样本,模拟样本给出了和观测相符的结果,而对基于Postman和Geller的形态环境关系所得到的不同形态的模拟星系分布,模拟样本中的椭圆星系和透镜星系不足以解释APM亮星系样本中的成团强度,即强偏袒效应. 最后,从实测角度出发,对采用的模拟方法和样本进行评估.     

太阳耀斑磁重联的数值模拟

数值模拟了太阳耀斑中二维磁重联过程。结果表明,当重联Ｘ 点比较高时,演化过程能再现双带耀斑中耀斑环的运动等主要特征;当重联Ｘ 点比较低时,可解释致密耀斑的观测特征。结果还表明,耀斑环上升和重联点上升之间没有直接的联系。     

大射电望远镜FAST风环境数值模拟研究

500 m口径球面射电望远镜(Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope,FAST),整体结构处于复杂的喀斯特地貌上,反射面承受风载荷作用,需要进行抗风设计。建立了FAST反射面及其周边山地地形的计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)计算模型,计算域范围为40 km×10 km×5.5 km。确定了入口风速剖面的基准高度为海拔810 m。计算了不同风向下反射面风压系数分布特征,得出了不利风向。对挡风墙的研究结果表明,挡风墙高度选择的效果优于位置选择。该研究结果可为FAST工程提供抗风设计的初步参考。     

星系相互作用的一个结果:环星系形成的数值模拟

通过数值模拟相互作用星系（包括靶星系和入侵星系）的碰撞，研究环星系的形成．由于采用旋涡结构作为靶盘试验星分布函数，不同于Toomre采用一系列同心圆作为试验星的分布函数，模拟得到环的结构比Toomre的模拟更接近于实际环星系．     

多层湍流大气相位屏的数值模拟

高分辨图像重建技术可以有效消除湍流大气的影响,重建目标的接近望远镜衍射极限的图像。但是当目标的视场角比较大时,大气—望远镜综合系统不再是线性空不变的,给图像重建带来新的困难,它是大气性质中的一个重要特性,对大气相位屏的模拟应该满足这一特性。提出了一种可以模拟等晕区效应的多层大气相位屏的数值模拟方法,这种方法可以应用于等晕区对高分辨统计重建方法的影响的研究中。利用该数值模拟方法模拟了5″和8″的双星的斑点图,用斑点干涉术对模拟的双星进行了重建,并与实测的双星的斑点干涉术重建结果进行了比较。比较结果表明该数值模拟方法所产生的等晕区效应与实际的等晕区效应相似。     

天文成像数值仿真的相位屏模拟方法

通过利用Monte—Carlo方法对湍流相位屏模拟进行验证和分析。给出加入次谐低频补偿相位屏与直接谱反演相位屏的对比结果,并分析了在考虑内外尺度时次谐低频补偿方法的有效性。此外,给出了基于天文观测的多相位屏的湍流分层模型。在此基础上对天文成像进行数值仿真,并给出了仿真结果。     

黑洞吸积盘的数值模拟

近十几年来,人们已经对吸积盘进行了深入的研究。前人很多工作都是解析工作。虽然解析工作能够简单明了地揭示盘的许多重要性质,但吸积盘的很多重要性质(例如:对流和外流)没有办法通过解析工作进行深入的研究。数值模拟是研究天体物理的重要手段。近十年来,随着计算机技术的迅速发展,数值模拟在天体物理研究中扮演了越来越重要的角色。本论文主要用数值模拟的手段研究吸积盘中一些重要的物理过程。     

基于深度学习的无碰撞引力N体数值模拟的可行性研究

提出了用深度神经网络代替快速傅里叶变换法求解无碰撞引力N体数值模拟方法PM-Tree(Partical Mesh Tree)中的势能,以提升PM-Tree方法的效率,验证深度学习方法加速无碰撞引力N体数值模拟的可行性.无碰撞引力N体数值模拟对研究星系、暗物质晕以及宇宙大尺度结构的形成和演化有重要意义.无碰撞引力N体数值...     

太阳大气中自发磁重联的数值模拟：（Ⅱ）重力,热传导下二维三分量的 …

在无力场中引入反常电阻,数值模拟电阻撕裂模不稳定性引起的均匀重力场中的二维三分量磁重联过程。首先研究了Ｖｃ和β０对磁重联的影响,结果表明：（１）在Ｖｃ大的情况下,重联率开始很小,但最终出现爆发现象。另外,温度的增加不如Ｖｃ小的情况明显;（２）Ｖｃ相同而β０不同的情况具有相似的演化特征,但β０越小,动力学过程越刷烈;（３）Ｖｃ大且β０也大的情况不能产生爆发现象。还研究了各向同性热传导对磁重联过程及扩     

太阳大气中自发磁重联的数值模拟(Ⅱ)重力、热传导下二维三分量的计算结果

在无力场中引入反常电阻,数值模拟电阻撕裂模不稳定性引起的均匀重力场中的二维三分量磁重联过程．首先研究了Vc（反常电阻模型中的临界漂移速度）和β0（气压磁压比）对磁重联的影响,结果表明：（1）在Vc大的情况下,重联率开始很小,但最终出现爆发现象．另外,温度的增加不如Vc小的情况明显。（2）Vc相同而β0不同的情况具有相似的演化特征,但β0越小,动力学过程越剧烈。（3）Vc大巨β0也大的情况不能产生爆发现象．还研究了各向同性热传导对磁重联过程及扩散区结构的影响．结果表明热传导加快磁重联速率．在无热传导的情况中,开始时温度增加迅速,重联率较低,但最终出现磁重联率迅速上升的现象．对上述结果及其在解释耀斑、日冕物质抛射及冕流等太阳大气现象方面进行了讨论．     

一些流体力学问题的解析与数值研究

<正>本论文5章内容分为流体静力学、黏性流体运动学和低黏性流体动力学3个部分.按研究课题划分,主要包含行星流体、生物流体与高性能计算方法3个方面.在流体静力学部分中,经典马克劳林椭球形状理论首次被推广到更真实的类地行星分层模型.该模型可准确计算在自引力平衡条件下,旋转岩石行星外表面与核-幔-边界的椭球形状.为相关行星外部引力场问题的研究和快速旋转液态内核区域内的磁流体力学数值模拟提供了关键拓扑约束.