GADGET

GADGET — вільне програмне забезпечення для космологічних моделювань задачі N тіл і гідродинаміки згладжених частинок, написане Фолькером Шпрінгелем з Інституту астрофізики імені Макса Планка. Назва є абревіатурою від «GAlaxies with Dark matter and Gas intEracT» (галактики з взаємодією темної матерії й газу). Воно випущене під ліцензією GNU GPL^[1]. Його можна використовувати для вивчення формування галактик^[2] та темної матерії^[3].

Опис

GADGET обчислює гравітаційні сили за допомогою ієрархічного деревного алгоритму (за бажанням у поєднанні зі схемою частинка-сітка для дальнодіючих гравітаційних сил) та представляє рідини за допомогою гідродинаміки згладжених частинок. Код можна використовувати для досліджень ізольованих систем або для симуляцій, що включають космологічне розширення Всесвіту, як з періодичними граничними умовами, так і без них. У всіх цих типах симуляцій GADGET відстежує еволюцію беззіткнювальної самогравітуючої системи N тіл і дозволяє за бажанням включати динаміку газу. Як обчислення сили, так і часовий крок GADGET є повністю адаптивними, з динамічним діапазоном, який, в принципі, необмежений.

Таким чином, GADGET можна використовувати для вирішення широкого кола астрофізичних задач, починаючи від зіткнень та злиття галактик і закінчуючи формуванням великомасштабної структури у Всесвіті. Зокрема, на основі коду GADGET-2 проведено моделювання формування великомасштабної структури «Міленіум»^[4]. Завдяки включенню додаткових фізичних процесів, таких як радіаційне охолодження та нагрівання, GADGET також можна використовувати для вивчення динаміки газового міжгалактичного середовища або для вивчення зореутворення.

Історія

Перша публічна версія (GADGET-1), випущена в березні 2000 року^[5], була створена в рамках дисертації Фолькера Шпрінгеля, виконаної під керівництвом Саймона Вайта. Пізніше код постійно вдосконалювався під час постдокторських досліджень Фолькера Шпрінгеля в Гарвард-Смітсонівському астрофізичному центрі та Інституті Макса Планка у співпраці з Саймоном Вайтом та Ларсом Гернквістом.

Друга публічна версія (GADGET-2), випущена у травні 2005 року^[6], містила багато нових покращень. Найважливіші зміни полягали в новій моделі інтегрування за часом, новому модулі побудови дерев, новій схемі зв'язку для гравітаційних та гідродинамічних сил, новій стратегії розкладання області, новому формулюванні гідродинаміки згладжених частинок на основі ентропії як незалежної змінної та додаванні функціональності TreePM.

Примітка

↑ Cosmological simulations with GADGET. Max Planck Institute for Astrophysics. Процитовано 21 січня 2018.
↑ Vogelsberger, Mark; Marinacci, Federico; Torrey, Paul; Puchwein, Ewald (Січень 2020). Cosmological simulations of galaxy formation. Nature Reviews Physics (англ.). 2 (1): 42—66. arXiv:1909.07976. Bibcode:2020NatRP...2...42V. doi:10.1038/s42254-019-0127-2. ISSN 2522-5820.
↑ Angulo, Raul E.; Hahn, Oliver (Грудень 2022). Large-scale dark matter simulations. Living Reviews in Computational Astrophysics (англ.). 8 (1). arXiv:2112.05165. Bibcode:2022LRCA....8....1A. doi:10.1007/s41115-021-00013-z. ISSN 2367-3621.
↑ Springel, Volker; et al. (2005). «Simulations of the formation, evolution, and clustering of galaxies and quasars». Nature 435 (7042): 629—636. arXiv: astro-ph/0504097 [Архівовано 2020-07-20 у Wayback Machine.]
↑ Springel, Volker; Yoshida, Naoki; White, Simon D.M. (Квітень 2001). GADGET: a code for collisionless and gasdynamical cosmological simulations (PDF). New Astronomy. 6 (2): 79—117. arXiv:astro-ph/0003162. Bibcode:2001NewA....6...79S. doi:10.1016/S1384-1076(01)00042-2. S2CID 5879269. Процитовано 21 січня 2018.
↑ Springel, Volker (21 грудня 2005). The cosmological simulation code GADGET-2 (PDF). Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 364 (4): 1105—1134. arXiv:astro-ph/0505010. Bibcode:2005MNRAS.364.1105S. doi:10.1111/j.1365-2966.2005.09655.x. S2CID 16378825. Процитовано 21 січня 2018.

Посилання

Домашня сторінка GADGET

[GADGET-license-1] Cosmological simulations with GADGET. Max Planck Institute for Astrophysics. Процитовано 21 січня 2018.

[2] Vogelsberger, Mark; Marinacci, Federico; Torrey, Paul; Puchwein, Ewald (Січень 2020). Cosmological simulations of galaxy formation. Nature Reviews Physics (англ.). 2 (1): 42—66. arXiv:1909.07976. Bibcode:2020NatRP...2...42V. doi:10.1038/s42254-019-0127-2. ISSN 2522-5820.

[3] Angulo, Raul E.; Hahn, Oliver (Грудень 2022). Large-scale dark matter simulations. Living Reviews in Computational Astrophysics (англ.). 8 (1). arXiv:2112.05165. Bibcode:2022LRCA....8....1A. doi:10.1007/s41115-021-00013-z. ISSN 2367-3621.

[4] Springel, Volker; et al. (2005). «Simulations of the formation, evolution, and clustering of galaxies and quasars». Nature 435 (7042): 629—636. arXiv: astro-ph/0504097 [Архівовано 2020-07-20 у Wayback Machine.]

[Springel2001-5] Springel, Volker; Yoshida, Naoki; White, Simon D.M. (Квітень 2001). GADGET: a code for collisionless and gasdynamical cosmological simulations (PDF). New Astronomy. 6 (2): 79—117. arXiv:astro-ph/0003162. Bibcode:2001NewA....6...79S. doi:10.1016/S1384-1076(01)00042-2. S2CID 5879269. Процитовано 21 січня 2018.

[Springel2005-6] Springel, Volker (21 грудня 2005). The cosmological simulation code GADGET-2 (PDF). Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 364 (4): 1105—1134. arXiv:astro-ph/0505010. Bibcode:2005MNRAS.364.1105S. doi:10.1111/j.1365-2966.2005.09655.x. S2CID 16378825. Процитовано 21 січня 2018.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]