Выпуск 341. 01-30 сентября 2016

arxiv:1609.08621 PKDGRAV3: космологическое моделирование с более чем триллионом частиц для будущих галактических обзоров (PKDGRAV3: Beyond Trillion Particle Cosmological Simulations for the Next Era of Galaxy Surveys)
Authors: Douglas Potter, Joachim Stadel, Romain Teyssier
Comments: 13 pages, 7 figures, submitted to Computational Astrophysics and Cosmology

Авторы представляют новый код. На швейцарском компьютере от окучил 8 триллионов частиц в космологическом моделировании от z=49 до z=0 всего лишь за 80 часов (процессорного времени ушло более 350 000 часов). До этого модели обычно оперировали 0.5-1 триллионом частиц.

Рост числа частиц позволяет точнее воспроизводить параметры крупномасштабной структуры, что крайне актуально в свете будущих наблюдений.


Выпуск 327. 01-31 июля 2015

обзор arxiv:1507.03989 Программное обеспечение в астрономии: неформальный обзор (Software Use in Astronomy: an Informal Survey)
Authors: Ivelina Momcheva, Erik Tollerud
Comments: 11 pages

Довольно любопытная статья. Авторы опросили более 1000 астрономов, чтобы понять, каким софтом люди пользуются, на каких языках пишут и тп. Результаты довольно очевидны (Python, IDL, C/C++, Fortran....), но все равно интересно.


Выпуск 326. 01-30 июня 2015

arxiv:1506.03146 MESA: двойные, пульсации и взрывы (Modules for Experiments in Stellar Astrophysics (MESA): Binaries, Pulsations, and Explosions)
Authors: Bill Paxton et al.
Comments: 43 pages, Submitted to the ApJ Supplement Series

Вышла новая версия программы MESA, которую весь мир применяет для моделирования эволюции звезд, в первую очередь двойных.


Выпуск 324. 01-30 апреля 2015

arxiv:1504.00362 Моделирование Illustris: релиз данных (The Illustris Simulation: Public Data Release)
Authors: Dylan Nelson et al.
Comments: 35 pages

Польза от современных проектов по моделированию формирования галактик и крупномасштабной структуры максимизируется, если данные расчетов становятся общедоступными. Тогда независимые группы исследователей могут изучать разные типа объектов, полученных в результате симуляции, сравнивать их с данными наблюдений и т.д. В данной статье представлен релиз результатов проекта Illustris, пожалуй, самого совершенного моделирования на сегодняшний день, где авторам удалось добратсья до формирования галактик в мелких подробностях, позволяющих непосредственно сопоставлять искусственные галактики с настоящими.


Выпуск 320. 01-31 декабря 2014

arxiv:1412.3551 galpy: Библиотека программ для галактической динамики на языке Питон (galpy: A Python Library for Galactic Dynamics)
Authors: Jo Bovy
Comments: ApJS, in press; 29 pages, 30 figures, including many code examples

Описана библиотека программ для расчетов траекторий объектов в Галактике. Сам код, тесты и подробное описание можно скачать.


обзор arxiv:1412.5187 Высокопроизводительное численное моделирование (High performance computing and numerical modelling)
Authors: Volker Springel
Comments: Lecture notes given at the 43rd Saas Fee Advanced School, March 11-16, 2013, Villars-sur-Ollon, Switzerland -- 108 pages, 36 figures.

Рассмотрены численные методы, применяемые для моделирования эволюции галактик. Речь идет как о внутригалактических масштабах, так и о формировании галактик. Видео лекций также доступно.


Выпуск 319. 01-30 ноября 2014

arxiv:1411.2031 Улучшения в библиотеке астрофизических компьютерных программ (Astrophysics Source Code Library Enhancements)
Authors: Robert J. Hanisch et al.
Comments: 4 pages; to be published in ADASS XXIV Proceedings

В статье рассказывается о новшествах в библиотеке астрономических компьютерных программ ASCL. Библиотеке уже 15 лет. В ней около 1000 доступных программ. Новый сайт дает возможность удобного поиска и работы с кодами. Кроме того, легко искать статьи как с описанием кода, так и статьи, которые его использовали.


arxiv:1411.3997 Прорыв в численном моделировании в ОТО для случая двойных черных дыр (The numerical relativity breakthrough for binary black holes)
Authors: Ulrich Sperhake
Comments: 34 pages, 5 figures; Invited article for Classical and Quantum Gravity's "Milestones of General Relativity" series; to match published version

Интересный обзор по численным подходам в ОТО на примере слияния черных дыр. Местами написано сложно, но пропуская их, все равно можно узнать немало интересного.
А уж если не пропускать .....

Автор полагает, что важный прорыв в моделировании слияния черных дыр был совершен в 2005 году (автор хорошо излагает историю вопроса, отмечая важные вехи). Посмотрим, подтвердят ли наблюдения LIGO и VIRGO эти расчеты.

Выпуск 314. 01-30 июня 2014

обзор arxiv:1406.4224 Методы SPH в моделировнии компактных объектов (SPH Methods in the Modelling of Compact Objects)
Authors: S. Rosswog
Comments: Invited review submitted to Living Reviews in Computational Astrophysics; 105 pages; 21 figures

Большой подробный обзор по численному моделировании в астрофизике. Затронут довольно узкий круг очень сложных задач, связанных со слияниями компактных объектов: белых карликов, нейтронных звезд и черных дыр.

Техническая часть очень подробная, а потому тяжелая. Для специалистов крайне полезно.


Выпуск 313. 01-31 мая 2014

обзор arxiv:1405.4840 Численная относительность и астрофизика (Numerical Relativity and Astrophysics)
Authors: Luis Lehner, Frans Pretorius
Comments: 46 pages, 8 Figures; version of publication to appear in Annual Review of Astronomy and Astrophysics

Довольно популярный обзор по моделированию всяких процессов, где важны эффекты ОТО. В первую очередь это слияния нейтронных звезд и черных дыр.


Выпуск 312. 01-30 апреля 2014

обзор arxiv:1404.2483 Моделирование больших вихрей в астрофизике (Large Eddy Simulations in Astrophysics)
Authors: Wolfram Schmidt
Comments: 64 pages, 23 figures, submitted to Living Reviews in Computational Astrophysics

Подробно обсуждается один из подходов к численному моделированию турбулентного движения при больших числах Рейнольдса. Особое внимание уделяется астрофизическим приложениям, которые, как можно догадаться, чрезвычайно разнообразны.


Численное моделирование

Выпуск 292. 01-17 декабря 2012

миниобзор arxiv:1212.1916 Библиотека астрофизических программ (Astrophysics Source Code Library)
Authors: Alice Allen et al.
Comments: 4 pages, 2 figures.

Очень кратко описана ASCL - крупнейшая он-лайновая бибиотека открытых астрофизических кодов. Сейчас там более 500 программ.

См. также arxiv:1212.1915.


Выпуск 290. 01-15 ноября 2012

обзор arxiv:1211.1378 Сверхновые с коллапсом ядра: размышления и направления (Core-Collapse Supernovae: Reflections and Directions)
Authors: H.-Thomas Janka et al.
Comments: 36 pages, 20 figures (43 eps files); submitted to Progress of Theoretical and Experimental Physics (PTEP)

Отличный обзор по сверхновым! Дано и хорошее общее описание происходящего, и рассказано, как работают современные численные модели.


Выпуск 289. 06-31 октября 2012

обзор arxiv:1210.4921 Перспективы теории сверхновых с коллапсом ядра (Perspectives on Core-Collapse Supernova Theory)
Authors: Adam Burrows
Comments: To appear in Reviews of Modern Physics; 28 pages, including twelve figures (most in color)

Отличный обзор. Многие важные вещи, определяющие физику сверхновых, ясно и понятно описаны без формул (но достаточно строго).


миниобзор arxiv:1210.7770 Инструменты для астрофизики: MESA и NuGrid (Tools for Astrophysics: MESA and NuGrid)
Authors: Pavel A. Denissenkov
Comments: 9 pages, 6 figures, XII International Symposium on Nuclei in the Cosmos, August 5-12, 2012, Cairns, Australia. To appear in Proceedings of Science

Хорошо описано, как инсталлировать и использовать два пакета программ: MESA и NuGrid. Первый предназначен для расчетов звездной эволюции. Второй - для нуклесинтеза. Их можно использовать вместе. Например, при расчетах новых.


Выпуск 282. 16-30 июня 2012

arxiv:1206.6923 Обсерватория Расчета Тысячелетия: первый свет (The Millennium Run Observatory: First Light)
Authors: R. Overzier et al.
Comments: 27 pages, Submitted to MNRAS

Уже давно для работы с моделями многие используют не данные космологических наблюдений, а данные моделирования, находящиеся в открытом доступе. Но впервые, насколько я знаю, создан мощный общедоступный инструмент для работы с одним из самых крупных прогонов космологической эволюции - Millennuim Run. Он доступен в Интернете. Это своеобразная виртуальная обсерватория, моделирующая наблюдения с помощью реальных приборов в реальных условиях на основе данных, полученных в моделировании. Картинки в статье потрясающие - советую посмотреть. Что-нибудь типа моделирования глубокого поля Хаббла.


Выпуск 280. 17-31 мая 2012

обзор arxiv:1205.6284 Изучение сверхновых с коллапсом ядра как суперкомпьютерная наука: состояние дел в развитии 6-мерных расчетов с точным больцмановским переносом нейтрино и полным учетом эффектов ОТО (Core-Collapse Supernovae as Supercomputing Science: a status report toward 6D simulations with exact Boltzmann neutrino transport in full general relativity)
Authors: Kei Kotake et al.
Comments: 40 pages, 21 figures, submitted to Progress of Theoretical and Experimental Physics

Хотя в итоге авторы описывают свои работы и их развитие, начинается все с хорошего описания структуры и проблем расчетов взрывов сверхновых. Хорошо описаны некоторые детали.


arxiv:1205.5177 Обзор основ мощных численных вычислений для ученых (A review of High Performance Computing foundations for scientists)
Authors: Pablo Garcia-Risueno, Pablo E. Ibanez
Comments: 33 pages

Обзор содержит много довольно известных фактов или банальных утверждений, однако для тех, кто совсем ничего не знает про суперкомпьютинг, статья будет полезной.

Выпуск 273. 01-14 февраля 2012

arxiv:1202.1026 Опыт в обнаружимости программ (Practices in Code Discoverability)
Authors: Peter Teuben, Alice Allen, Robert J. Nemiroff, Lior Shamir
Comments: 4 pages, ASCL codes are now incoorporated into ADS

Авторы описывают систему для размещения в сети кодов астрофизических программ с описанием: Astrophysics Source Code Library (ASCL).


Выпуск 268. 01-30 ноября 2011

миниобзор arxiv:1111.1259 Гидродинамика сглаженных частиц: чтобы я хотел узнать от мамы (Smoothed Particle Hydrodynamics: Things I wish my mother taught me)
Authors: Daniel J. Price
Comments: 10 pages, 6 figures, proceedings of "Advances in Computational Astrophysics: methods, tools and outcomes", June 13-17, 2011, Cefalu, Sicily, Italy, eds. Capuzzo Dolcetta, Limongi, Tornambe & Giobbi

Небольшой достаточно популярный обзор по одному из методом численного моделирования. Автор качественно описывает особенности, преимущества и недостатки данного подхода.


arxiv:1111.3344 Набор Эйнштейна: доступная вычислительная инфраструктура для релятивистской астрофизики (The Einstein Toolkit: A Community Computational Infrastructure for Relativistic Astrophysics)
Authors: Frank Loeffler et al.
Comments: 62 pages, 20 figures

Описан комплекс программ для расчетов астрофизических задач типа слияния нейтронных звед и черных дыр, коллапса и т.д.


Выпуск 264. 01-17 сентября 2011

arxiv:1109.0003 База данных MultiDark: релиз результатов космологического моделирования Bolshoi и MultiDark (The MultiDark Database: Release of the Bolshoi and MultiDark Cosmological Simulations)
Authors: Kristin Riebe et al.
Comments: 28 pages, 9 figures, submitted to New Astronomy

Результаты больших космологических расчетов востребованы самыми разными группами. Причем важно иметь возможность не просто видеть публикации, а прямо работать с "искусственной вселенной". Это довольно нетривиально, учитывая огромные объемы данных. Поэтому разрабатывают специальные системы доступа и визуализации для работы с такими данными. Статья является описанием такой системы.

Даны многочисленные примеры работы с базой, написанной на SQL. А также, разумеется, частично представлены результаты расчетов, доступных в базе.


обзор arxiv:1109.2219 Гидродинамика сглаженных частиц в астрофизике (Smoothed Particle Hydrodynamics in Astrophysics)
Authors: Volker Springel
Comments: 43 pages, 11 figures, invited review that appeared in ARAA, 2010, 48, 391

Большой обзор по численным методам и их приложениям, предназначенный для профессионалов. Рассмотрена методика, очень популярная в самых разных разделах астрофизики. Поэтому обзор будет интересен всем специалистам, до областей интересов которых дотянулась гидродинамика сглаженных частиц.


Выпуск 261. 01-31 июля 2011

arxiv:1107.1255 Визуализация терапиксельных космологических моделей (Terapixel imaging of cosmological simulations)
Authors: Yu Feng et al.
Comments: 9 pages, 6 figures

Современные космологические расчеты содержат колоссальное количество "частиц". Это ставит специфические проблемы в смысле визализации. Авторы разработали программу, которая позволяет с помощью браузера эффективно работать с результатами таких расчетов. Разработанный софт находится в открытом доступе. В статье приводятся все необходимые ссылки.


Выпуск 253. 16-31 марта 2011

обзор arxiv:1103.3138 МГД-динамо и турбулентность (MHD Dynamos and Turbulence)
Authors: Steven M. Tobias, Fausto Cattaneo, Stanislav Boldyrev
Comments: 39 pages, A book chapter to be published in 'The Nature of Turbulence,' P. Davidson, Y. Kaneda, and K.R. Sreenivasan, eds

В последние годы развитие компьютерной техники привело к существенному продвижению в изучении МГД-турбулентности. Авторы дают соответствующий обзор. Желающие лишь кратко ознакомиться с основными выводами могут прочесть введение (первые две страницы) и заключение.


Выпуск 247. 21-31 декабря 2010

arxiv:1012.4119 Истинное узкое место для современных научных вычислений в астрономии (The True Bottleneck of Modern Scientific Computing in Astronomy)
Authors: Igor Chilingarian, Ivan Zolotukhin
Comments: talk given at ADASS-XX; to appear in ASP Conference Series; 4 pages

Довольно любопытные текст, в котором авторы рассуждают о том, почему несмотря на рост вычислительных возможностей для работы с данными нет очень уж большого роста количества самих результатов. Я бы поспорил с авторами, что рост так уж мал, и что он определяется в основном скоростью вычислений. Тем не менее, авторы высказывают разумную мысль, что астрономов (студентов, аспирантов) плохо учат программированию, и что критическое место именно тут.


Выпуск 246. 01-20 декабря 2010

обзор arxiv:1012.1885 Гидродинамика сглаженных частиц и магнитогидродинамика (Smoothed Particle Hydrodynamics and Magnetohydrodynamics)
Authors: Daniel J. Price
Comments: 44 pages, 14 figures, accepted to special edition of J. Comp. Phys. on "Computational Plasma Physics"

Большой обзор по численному методу, применяемому в гидродинамике. На мой взгляд, обзор не может служить первым пособием по овладению методом. Но для тех, кто уже что-то пытается сделать, но находится в самом начале пути, там есть много полезного.


Выпуск 245. 13-30 ноября 2010

миниобзор arxiv:1011.4625 Исторический обзор астрофизического МГД-моделирования (Historical perspective on astrophysical MHD simulations)
Authors: Michael L. Norman
Comments: 11 pages, 5 figures, in "Computational Star Formation" held in Barcelona, Spain, May 31 - June 4, 2010", Eds. J. Alves, B. G. Elmegreen, J. M. Girart, V. Trimble

Булучи одним из самых известных и авторитетных специалистов в своей области, автор рассказывает (со своей субъективной точки зрения), как проходило развитие численного моделирования МГД процессов в астрофизических приложениях.


Выпуск 243. 19-31 октября 2010

arxiv:1010.4813 Применение облачный вычислений в астрономии: расчет стоимости и эффективности (The Application of Cloud Computing to Astronomy: A Study of Cost and Performance)
Authors: G. Bruce Berriman et al.
Comments: 7 pages, accepted for publication in the Proceedings of the e-Science in Astronomy Conference (Brisbane, Australia, December 2010)

Облачные вычисления - мощный подход в проведению ресурсоемких вычислений. Он получает все большую популярность. А что в астрофизике, где есть и огромное количество данных, и очень сложное численное моделирование? Авторы показывают на примере работы с данными спутника Кеплер, что облачные вычисления более эффективны, чем дорогие суперкомпьютеры.


Выпуск 238. 01-18 августа 2010

arxiv:1008.1370 Трехмерное магнитогидродинамическое моделирование гравитационного коллапса звезды с массой 15 солнечных (Three Dimensional Magneto Hydrodynamical Simulations of Gravitational Collapse of a 15Msun Star)
Authors: Takami Kuroda, Hideyuki Umeda
Comments: Submitted to ApJ, 44 pages, 20 figures

Представлены два новых кода для расчета коллапса массивных звезд. В качестве первой демонстрации рассчитан коллапс звезды с массой 15 солнечных. В процессе коллапса возникает биполярное истечение вдоль оси вращения. При слабом начальном поле такие потоки не возникают. Взрыв асимметричен. Экспоненциальный рост магнитного поля в модели не проиходит, однако это может быть связано с малым временем расчета (40 миллисекунд).

См. также arxiv:1008.1422, где кратко описаны результаты другого моделирования взрыва звезды той же массы.


Выпуск 234. 20-31 мая 2010

arxiv:1005.4117 Случайные числа в научных вычислениях: введение (Random Numbers in Scientific Computing: An Introduction)
Authors: Helmut G. Katzgraber
Comments: 20 pages, lecture at the second international summer school "Modern Computation Science", 9 - 20 August 2010, Oldenburg (Germany)

Подробное введение в генераторы случайных чисел. Рассмотрены самые разные подходы. Описано, как проверять качество генератора случайных чисел. Упор делается на применение в моделировании задач, встречающихся в разных областях науки. Приводится много полезных он-лайновых ссылок.

Выпуск 233. 01-19 мая 2010

arxiv:1005.0779 Гравитационные волны от сверхновых с коллапсом ядра (Gravitational Waves from Core Collapse Supernovae)
Authors: Konstantin N Yakunin et al.
Comments: 10 pages, 4 figures

Представлены детальные расчеты форм гравитационно-волнового сигнала от взрывов сверхновых. Если повезет, то advanced LIGO сможет увидеть сигнал. Тогда можно будет говорить об ограничениях на модели сверхновых по гравволновым измерениям. Например, сигнал может оказаться совсем не похожим на рассчитанные в статье. Значит, модель взрыва иная.


обзор arxiv:1005.1100 Моделирование скоплений галактик (Simulating Galaxy Clusters)
Authors: Michael L. Norman
Comments: 40 pages, 26 figures, Enrico Fermi Summer School "Astrophysics of Galaxy Clusters" held in Varenna, Italy July 15-25, 2008

Детально, но очень понятно описаны современные космологические численные симуляции. Затем более подробно описано, как моделируют свойства скоплений галактик, что из этого можно получить и зачем это все нужно.


Выпуск 228. 17-28 февраля 2010

arxiv:1002.3660 Гало и галактики в стандартной космологической модели: результаты Большого Моделирования (Halos and galaxies in the standard cosmological model: results from the Bolshoi simulation)
Authors: A. Klypin, S. Trujillo-Gomez, J. Primack
Comments: 26 pages, 22 figures, submitted to ApJ

"Большой Театр" - один из известнейших брендов, поэтому Bolshoi - слово известное. Поэтому логично использовать его в названии большого численного моделирования.

Модель рассчитывается в кубе со стороной 250 Мпк. Используется 8 миллионов частиц. Этого достаточно, чтобы отследить довольно мелкие гало. В статье представлены первые результаты, полученные с новой моделью.


Выпуск 214. 16-30 июня 2009

arxiv:0906.4485 Введение: Специальный номер Advanced Science Letters (ASL) по вычислительной астрофизике (Foreword: Advanced Science Letters (ASL), Special Issue on Computational Astrophysics)
Authors: Lucio Mayer
Comments: 2 pages, to appear on the ASL Special Issue, includes the list of invited reviews accepted to the Special Issue along with their arXiv id numbers

В Архиве появляется серия обзоров, включенных в специальный номер журнала Advanced Science Letters, посвященный компьютерному моделированию в астрофизике. Во вводной статье редактор сборника дает список статей (с их номерами в Архиве) и описывает основные цели составления такого сборника.

В сборник вошли статьи:
arxiv:0906.4339
arxiv:0906.4340
arxiv:0906.4347
arxiv:0906.4348
arxiv:0906.4339
arxiv:0906.4366
arxiv:0906.4369
arxiv:0906.4370
arxiv:0906.4372
arxiv:0906.4452


Выпуск 211. 01-17 мая 2009

arxiv:0905.1628 О создании научного программного обеспечения вкратце (Scientific Software Engineering in a Nutshell)
Authors: Helmut G. Katzgraber
Comments: 38 pages, lecture at the summer school "Modern Computation Science", 16-28 August 2009, Oldenburg (Germany)

Полезный, как мне кажется, для студентов и аспирантов вводный курс про то, "как писать научный софт". Автор обсуждает некоторые общие принципы, некоторые языки, библиотеки и тп.


Выпуск 210. 11-30 апреля 2009

arxiv:0904.2524 Популяционный синтез внесолнечных планет.I: Метод, последовательности образования и распределение масса-расстояние (Extrasolar planet population synthesis I: Method, formation tracks and mass-distance distribution)
Authors: Christoph Mordasini, Yann Alibert, Willy Benz
Comments: 23 pages, 14 figures. Accepted for publication in Astronomy and Astrophysics

Популяционный синтез - мощный метод исследования в астрофизике. Его можно применять не только к тесным двойным системам, радиопульсарам, активным ядрам галактик и тп., но и к экзопланетам. Что авторы и делают.

Используя некоторые предположения о распределениях начальных параметрах и законах формирования и эволюции планет, авторы рассчитывают соверменное распределение планет на плоскости масса-расстояние от звезды. Далее это можно сравнивать с наблюдениями.

Вторую часть исследования, посвященную сравнению модельных расчетов с наблюдениями, см. в arxiv:0904.2542.


Выпуск 208. 14-31 марта 2009

обзор arxiv:0903.5075 Астрофизическая гидродинамика сглаженных частиц (Astrophysical Smooth Particle Hydrodynamics)
Authors: Stephan Rosswog
Comments: 73 pages, submitted to New Astronomy Reviews

В 2007 году в Тренто, в европейском центре по теоретическим исследованиям в ядерной физике и родственных областях (ECT*) прошла очень хорошая программа по физике компактных объектов. Примерно полтора месяца аспирантам из нескольких европейских стран было прочитано несколько курсов лекций (каждый курс, включающий семинары, длился неделю, в течение каждой недели лекции читали двое ученых). Стефан Россвог читал курс по численным методам в релятивистской астрофизике. На основе прочитанных лекций он и написал этот обзор.

Хотя основная часть обзора посвящена именно smooth particle hydrodynamics, Стефан касается разных аспектов численного моделирования в астрофизике. Формул и деталей в обзоре много. Т.е., это действительно понятное техническое руководство для тех, кому оно надо. Для всех остальных можно посоветовать пятитистраничное введение.


Выпуск 206. 01-13 марта 2009

arxiv:0903.0043 XIM: виртуальная рентгеновская обсерватория для гидродинамических моделей (XIM: A virtual X-ray observatory for hydrodynamic simulations)
Authors: S. Heinz, M. Bruggen
Comments: Submitted to ApJ Supplements, 6 pages, 6 figures

Зачастую трудно сравнить результаты моделирования с наблюдениями. Ведь надо построить именно изображение в разных спектральных диапазонах, причем построить его так, как его может увидеть конкретный инструмент, например рентгеновский телескоп с определенной матрицей отклика, угловым разрешением и тп. Поэтому появляется нужда в специальных медиаторах, которые связывали бы результаты трехмерных численных расчетов с ожидаемым наблюдательным результатом. Именнно такой медиатор авторы и называют виртуальной обсерваторией (т.е. термин используется не в том значении, которое сейчас весьма популярно).

Авторы представляют код, написанный на IDL, и доступный на сайте http://www.astro.wisc.edu/~heinzs/XIM. Он позволяет получить изображение по результатам трехмерного моделирования. Код адаптирован для теплового излучения и для эйлеровских сеток. В него непосредственно заложены параметры Чанды и будущей рентгеновской обсерватории IXO, но пользователь может добавить свои матрицы отклика, т.е. использовать код и для получения изображений, эмулирующих наблюдения на других рентгеновских спутниках.


Выпуск 206. 17-28 февраля 2009

arxiv:0902.4463 SAPPORO: способ превратить ваши видеокарты в GRAPE-6 (SAPPORO: A way to turn your graphics cards into a GRAPE-6)
Authors: Evghenii Gaburov, Stefan Harfst, Simon Portegies Zwart
Comments: 13 pages, 9 figures, submitted to New Astronomy

GRAPE-6 - это специально разработанное и адаптированное "железо", используемое для N-body расчетов. Дорогое "железо". Дешевая альтернатива - это собирать кластеры из каких-нибудь стандартных дешевых устройств. Люди пробовали игровые приставки и тп. В последнее время очень популярно использовать мощные видеокарты. По отношению цена/скорость вычислений они выигрывают у любого "эксклюзивного железа".

В статье представляется библиотека, позволяющая эмулировать на видеокартах GRAPE-6. Более того, код, написанный для GRAPE-6 можно просто перенести на карты, используя данную библиотеку.


Выпуск 204. 16-31 января 2009

arxiv:0901.3143 Облачная космология: построение веб-интерфейса для iCosmo (Cloud cosmology: building the Web interface for iCosmo)
Authors: Thomas Kitching et al.
Comments: 15 pages

Статья посвящена, по сути, интересному сайту iCosmo и возможностям, которые он предоставляет. Сейчас на сайте можно посчитать некоторые простые космологические параметры для разных моделей. (Термин "cloud" относится к нелокальным вычислениям под анонимным логином.) Но авторы предлагают размещать на нем в интеркативном доступе разные космологические коды. посмотрим, что получится.

Кроме того, в статье упомянуты (и даны ссылки) некоторые полезные свободные космологические программы.

Обсудить в ЖЖ-сообществе ru_astroph.
Обсудить на Астрофоруме в Научной панораме.


arxiv:0901.31464 Точная схема интегрирования для радиационного охлаждения в гидродинамическом моделировании (An exact integration scheme for radiative cooling in hydrodynamcal simulations)
Authors: R.H.D. Townsend
Comments: 7 pages, accepted by ApJS

Автор предлагает новую схему для расчета охлаждения за счет излучения в оптически тонкой среде. Схема точнее ранее использовавшись, а ресурсов требует примерно столько же.


arxiv:0901.4107 E pur si muove: Космологическое гидродинамическое моделирование на движущейся сетке со свойством галилеевой инвариантности (E pur si muove: Galiliean-invariant cosmological hydrodynamical simulations on a moving mesh)
Authors: Volker Springel
Comments: 66 pages, submitted to MNRAS

Автор предлагает новую численную схему, которая, по его мнению, может найти применение в космологических расчетах. В основе метода лежит движущаяся неструктурированная сетка. Сетка может подстраиваться так, чтобы увеличивать разрешении в каких-о областях (это важно, например, при расчете формирования структуры в космологии). Новая методика предназначена для расчетов в рамках идеальной гидродинамики. Если сетку зафиксировать, то получится обычная эйлерова схема. Если дать сетке "плыть" вместе с потоком, то будет лагранжева схема.

Анимации и рисунки в высоком разрешении можно найти по этой ссылке.


Выпуск 201. 01-16 декабря 2008

arxiv:0812.2086 50 лет компьютерных вычислений - личный взгляд (50 years of computer simulations - a personal view)
Authors: William G. Hoover
Comments: 20 pages

Автору статьи сейчас 72 года, а потому он вполне может обозревать промежутки времени порядка полувека. В основном работы автора касались моделирования молекулярной динамики, о чем он и вспоминает. Вообще, интересно почитать биографию ученого ....

Кстати, на странице автора в отсканированном виде есть несколько полезных книг по численному моделированию.


Выпуск 196. 01-12 октября 2008

миниобзор arxiv:0810.0526 Образование струй в численном МГД моделировании (Jet Formation in MHD Simulations)
Authors: F. Chris Fragile
Comments: 14 pages, invited review for VII Microquasar Workshop

Небольшой, а потому неизбежно неполный, обзор по моделированию струйных истечений от черных дыр. Автор рассматривает именно образование струи, в то время как многие исследования связаны с устойчивостью струй, их проявлениями и тп. В рассмотренных моделях для запуска джета необходимо магнитное поле.


arxiv:0810.1522 Различия и сходства холодных гало темного вещества (The diversity and similarity of cold dark matter halos)
Authors: Julio F. Navarro et al.
Comments: Submitted to MNRAS

Авторы представляют результаты проекта Aquarius по моделированию образования галактик. Формирование галактик - это, в первую очередь, формирование гало темного вещества. В представляемых моделях гало состоит из более чем миллиарда частиц, а в начальном моделировании участвовало более 4 миллиардов частиц (просто не все в конце счета входят в состав гало). Обнаружено небольшое систематическое отклонение от теоретических профилей Наварро, Френка и Вайта, которые активно используются в разных моделях (все трое, кстати, входят в число авторов обсуждаемой статьи).


arxiv:0810.0649 Воспоминания о численных схемах (Reminiscences about numerical schemes)
Authors: Sergei K. Godunov
Comments: 27 pages

Всем читать! Годунов вспоминает о создании годуновских численных схем, названных в его честь. Очень интересно!

Обсудить в ЖЖ-сообществе ru_astroph.
Обсудить на Астрофоруме в Научной панораме.


Выпуск 192. 01-14 августа 2008

arxiv:0808.1844 Тест по количественному сравнению астрофизических гидродинамических кодов (A test suite for quantitative comparison of hydrodynamics codes in astrophysics)
Authors: Elizabeth J. Tasker et al.
Comments: 18 pages, 15 figures. Accepted for publication in MNRAS

Авторы сравнивают четыре кода: Enzo, Flash, Gadget и Hydra. Для этого они решают с их помощью некоторые задачи с известными решениями. Речь не идет о выявлении "чемпиона", просто важно понять какие коды лучше подходят для разных классов задач.


Выпуск 189. 24 июня - 08 июля 2008

обзор arxiv:0806.3950 Гравитационное моделирование методом многих тел (Gravitational N-body Simulations)
Authors: M. Trenti, P. Hut
Comments: 13 pages, invited refereed review for the Scholarpedia Encyclopedia of Astrophysics

Энциклопедический обзор по одному из самых часто используемых методов в астрофизическом моделировании: методу многих тел. Этим методом изучают и солнечную систему (равно как и другие системы), и звездные конгломераты от скоплений до галактик, и крупномасштабное распределение самих галактик.


arxiv:0806.3979 Служба по обзорам транзитных планет NStED (The NStED Exoplanet Transit Survey Service)
Authors: K. von Braun et al.
Comments: To appear in the Proceedings of the 253rd IAU Symposium: "Transiting Planets", May 2008, Cambridge, MA. 4 pages, 2 figures

Описана служба (и база данных) NStED (NASA/IPAC/MSC Star and Exoplanet Database). Приводятся данные по 140 000 ярким близким звездам, по известным планетам и тп. Разумеется, база будет расти, особенно после запуска новых спутников, специально предназначенных для поиска экзопланет.


Выпуск 183. 01-20 апреля 2008

arxiv:0804.0594 Аккуратный расчет сливающихся двойных с нейтронными звездами: прямой и задержанный коллапс в черную дыру (Accurate evolutions of inspiralling neutron-star binaries: prompt and delayed collapse to black hole)
Authors: Luca Baiotti, Bruno Giacomazzo, Luciano Rezzolla
Comments: 33 pages, 29 figures, submitted to Phys. Rev. D

Авторы представляют новый детальный расчет слияния двух нейтронных звезд. Предмет особого интереса авторов ? коллапс в черную дыру. В самом деле, обычно суммарная масса двух нейтронных звезд превосходит предел устойчивости относительно коллапса в черную дыру. Коллапс может происходить сразу после слияния или же с некоторой задержкой. Задержка связана с тем, что быстрое дифференциальное вращение может какое-то время удерживать объект от схлопывания.

Расчеты такого процесса крайне сложны, и даже представляемые результаты далеки от реальной ситуации. Авторы обсуждают, каковы могут быть, например, эффекты магнитных полей, не учитываемые в данных моделях. Кроме того, пока было использовано достаточно примитивное уравнение состояния вещества нейтронных звезд.


Выпуск 180. 14-29 февраля 2008 года

arxiv:0802.2023 LISACode: научный симулятор LISA (LISACode : A scientific simulator of LISA)
Authors: Antoine Petiteau et al.
Comments: 22 pages, Physical Review D 77, 023002 (2008) 11

Тренироваться надо на кошках. Или на компьютерных моделях. Поэтому при разработке крупных научных проектов разные группы занимаются роазработкой компьютерных симуляторов установки. В данном случае речь идет о космическом гравитационно-волновом детекторе LISA.

Программа позволяет рассчитывать чувствительность детектора и сигналы от источников с известными свойствами. Программа находится в свободном доступе.


arxiv:0802.4245 VINE - программа для моделирования астрофизических систем с помощью частиц I. Описание физики и численных методов (VINE -- A numerical code for simulating astrophysical systems using particles I: Description of the physics and the numerical methods)
Authors:
Comments:

Представлен код для моделирования слияния галактик и прочих интересных явлений, где применимо приближение многих тел. Программа может использоваться как на обычных компьютерах, так и на GRAPE. Язык - Фортран 95. Программа также может быть использована для исследования космологических задач (т.е. можно включать космологическое расширение).

См. также вторую статью, посвященную этому коду: arxiv:0802.4253.


Выпуск 179. 01-14 февраля 2008 года

обзор arxiv:0802.0418 Трехмерная магнитогидродинамика без сетки (3D meshfree magnetohydrodynamics)
Authors: S. Rosswog, D.J. Price
Comments: 28 pages, 8 Figures; submitted to Springer Lecture Notes in Computational Science and Engineering

Авторы описывают новый метод численного моделирования, позволяющий учитывать магнитные поля при трехмерных расчетах самогравитирующих систем.


миниобзор arxiv:0802.0627 Численное моделирование астрофизических задач с разными масштабами: пример сверхновых Ia (Numerical simulations of multi-scale astrophysical problems: The example of Type Ia supernovae)
Authors: F. K. Roepke
Comments: 10 pages, 1 figure; in "Modelling and Simulation in Science", Proceedings of the 6th International Workshop on Data Analysis in Astronomy "Livio Scarsi", Erice, Italy 15 - 22 April 2007 (World Scientific, 2008)

Иногда при численном моделировании ученые сталкиваются с задачами, где надо одинаково подробно прописывать очень разные масштабы. Это означает, что ни о какой равномерной сетке речи нет. Более того, иногда и неравномерную сетку приходится двигать, поскольку объект, рассматриваемый в задаче, "дышит". Хорошим примером таких моделей является взрыв сверхновой. Автор достаточно простым, прозрачным, языком описывает основные свойства таких моделей.


Выпуск 178. 22-31 января 2008 года

обзор arxiv:0801.3845 Компьютерное моделирование образования дисковых галактик (The formation of disk galaxies in computer simulations)
Authors: Lucio Mayer, Fabio Governato, Tobias Kaufmann
Comments: 41 pages, 15 figures, Invited Review accepted for publication on Advanced Science Letters.

Обзор посвящен моделированию (а, стало быть, и пониманию) процесса образования дисковых галактик. Поскольку проблема далека от окончательного решения, обзор содержит в себе интригу, что делает чтение интересным.


Выпуск 177. 10-21 января 2008 года

arxiv:0801.2019 CESAM: свободная программа для расчета звездной эволюции (CESAM: a free code for stellar evolution calculations)
Authors: Pierre Morel, Yveline Lebreton
Comments: 13 pages, 1 figure, accepted for publication in Astrophysics & Space Science, ESTA/CoRoT Volume

Подробно описывается пакет программ для расчета звездной эволюции. Расчеты одномерные. Не учитывается вырождение электронов.

Наверное, многием будет интересно также просмотреть статью arxiv:0801.2022. В ней автор рассуждает о перспективах микросекундной звездной астрометрии (на таком уровне будет работать спутник GAIA). Оказывается, эта задача бросает вызов и звездным моделям. Когда астрометрия выйдет на микросекундный уровень, одномерными моделями будет уже не обойтись.


Выпуск 176. 20 декабря 2007-09 января 2008 года

обзор arxiv:0801.1023 Методы моделирования для космологических вычислений (Simulation techniques for cosmological simulations)
Authors: K. Dolag, S. Borgani, S. Schindler, A. Diaferio, A.M. Bykov
Comments: 42 pages, 16 figures, accepted for publication in Space Science Reviews, special issue "Clusters of galaxies: beyond the thermal view", Editor J.S. Kaastra, Chapter 12; work done by an international team at the International Space Science Institute (ISSI), Bern, organised by J.S. Kaastra, A.M. Bykov, S. Schindler & J.A.M. Bleeker

Появился целый ряд статей, посвященных различным аспектам исследования скоплений галактик. При этом большинство статей являются обзорами, имеющими более широкую область применимости, чем только скопления. Вместе они формируют целую книгу. Перечислю некоторые из них.
Nonthermal radiation mechanisms,
Thermal radiation processes,
Equilibration processes in the Warm-Hot Intergalactic Medium ,
Cosmological shock waves,
Observations of extended radio emission in clusters,
Nonthermal phenomena in clusters of galaxies,
Clusters of galaxies: setting the stage ,
Clusters of galaxies: beyond the thermal view,
Future instrumentation for the study of the Warm-Hot Intergalactic Medium,
Metal enrichment processes,
Numerical simulations of the Warm-Hot Intergalactic Medium.


Выпуск 175. 14-19 декабря 2007

arxiv:0712.2460 Моделирование слияний черных дыр и нейтронных звезд с полным учетом эффектов ОТО (Fully General Relativistic Simulations of Black Hole-Neutron Star Mergers)
Authors: Zachariah B. Etienne et al.
Comments: 22 pages, 14 figures, submitted to Phys.Rev.D

Авторы представляют результаты численного моделирования слияния черной дыры и нейтронной звезды, полученные с помощью нового кода. Напомню, что такие события во-первых, совершенно точно являются мощнейшими источниками гравитационных волн (и, скорее всего, LIGO первыми увидит именно их), а во-вторых, какое-то время такие события обсуждались как источники коротких гамма-всплесков.

Результаты подтверждают, что гамма-всплеск сделать трудно, т.к. почти все вещество нейтронной звезды сразу проваливается в дыру, и лишь жалкие проценты идут на образование диска. Разумеется, авторы рассчитывают форму гравимпульса. Сравнение результатов расчетов с данными о будущих "отловленных" всплесках гравизлучения позволит дать важные ограничения на уравнение состояния нейтронных звезд.


Выпуск 174. 01-13 декабря 2007

обзор arxiv:0712.0954 Численное моделирование турбулентности (The Numerical Simulation of Turbulence)
Authors: W. Schmidt
Comments: 18 pages, 7 figures; proceedings contribution to "Structure formation in the Universe: Chamonix 2007"

Небольшой обзор, посвященный достаточно популярному изложению того, как моделируют турбулентность вообще, а в особенности в случае межзвездной среды.


Выпуск 173. 20-30 ноября 2007

arxiv:0711.4655 GRAvitational COSmology (GRACOS): новый релиз программы версии 1.0.1a9 (GRAvitational COSmology (GRACOS) code release announcement, for version 1.0.1a9)
Authors: Alexander Shirokov
Comments: 90 pages

Дано писание новой версии программы для космологических вычислений (методом многих тел).

Программа доступна на странице проекта.


Выпуск 172. 01-19 ноября 2007


item arxiv:0711.1353 Как использовать модельные спектры (в и за пределами Виртуальной Обсерватории)? (How to use SEDs produces by Synthesis Models (Inside and Outside the VO)?).
Authors: M. Cervino & V. Luridiana
Comments: conf.proceedings, 4 pages

Небольшая заметка, поясняющая детали генерации синтетических спектров галактик в рамках проекта Виртуальной Обсерватории. Отдельное внимание уделяется обсуждению систематических ошибок используемых моделей. Некторые особенности работы Виртуальной Обсерватории обсуждаются также в препринтах:

arXiv:0711.0412 3D Spectroscopy in the Virtual Observatory: Current Status;

arXiv:0711.1889 Visualization of Complex Observational and Theoretical Datasets in the Virtual Observatory;

arXiv:0711.1892 Middleware for Data Visualization in VO-enabled Data Archives;

arXiv:0711.2629 Theoretical models in the Virtual Observatory.


Выпуск 171. 17-31 октября 2007

item arxiv:0710.2997 Влияние облаков галактического ветра на эволюцию богатых газом карликовых галактик (The effect of clouds in a galactic wind on the evolution of gas-rich dwarf galaxies)
Authors: S. Recchi1 & G. Hensler
Comments: A&A, 13 pages

Богатые газом карликовые галактики подразделяют на карликовые иррегулярные низкой поверхностной яркости (dIrr), и яркие голубые карликовые галактики (BCD). И те, и другие имеют низкую металличность и сложную многокомпонентную газовую структуру. Их межзвездная среда состоит из холодной, теплой и горячей диффузной фаз. Авторы данной работы исследовали, как учет холодных облаков повлияет на динамическую и химическую эволюцию карликовых галактик. Результаты моделирования сравнивались авторами с их же результатами, но полученными в рамках стандартного общепринятого подхода. Численные эксперименты показали, что учет холодной облачной фазы уменьшает тепловую энергию МЗС на 20-40%, что существенно уменьшает вероятность образования крупномасшабных истечений. Общая металличность МЗС карликовой галактики при этом понижается на 0.2-0.4 порядка dex, хотя относительные содержания элементов остаются прежними.


arxiv:0710.4003 YREC: The Yale Rotating Stellar Evolution Code (YREC: The Yale Rotating Stellar Evolution Code)
Authors: P. Demarque, D.B. Guenther, L.H. Li, A. Mazumdar, C.W. Straka
Comments: 10 pages, 2 figures, ApSS accepted

Дано описание одного из кодов, описывающих эволюцию нормальных звезд. Существует несколько модификаций этого набора программ. Некоторые из них достаточно детальны для приложения к астросейсмологии и исследованиям внутреннего строения Солнца.


Выпуск 169. 19-30 сентября 2007

arxiv:0709.2739 Сценарий образования широких и тесных двойных систем (Formation Scenario for Wide and Close Binary Systems)
Authors: Masahiro N. Machida, Kohji Tomisaka, Tomoaki Matsumoto, Shu-ichiro Inutsuka
Comments: 45 pages,12 figures, Submitted to ApJ

Авторы проводят трехмерное численное моделирование эволюции замагниченного молекулярного облака с целью выяснения того, как образуются двойные звезды. Авторы предсказывают, что у звезд в очень молодых группах должно наблюдаться два пика в распределении по большим полуосям орбит двойных.

См. также arxiv:0709.2886 и arxiv:0709.2887, посвященные аналогичным исследованиям - образование звезд. Здесь авторы детально исследуют роль магнитных полей при коллапсе облака. Выводы отличаются от полученных в описанной выше статье.


arxiv:0709.3052 Доступ к моделям звездных популяций в Виртуальной обсерватории (Access to Stellar Population Models in the Virtual Observatory)
Authors: Igor Chilingarian
Comments: 2 pages, 1 figure, Stellar Populations as Building Blocks of Galaxies, Proceedings of IAU Symposium #241. Edited by A. Vazdekis and R. F. Peletier. Cambridge: Cambridge University Press, 2007, pp.177-178

Сравниваются два подхода при организации доступа к данным о звездных популяциях в Виртуальной обсерватории. К сожалению, заметка очень короткая, поэтому, по сути, приходится довольствоваться лишь выводами автора. Все детали остаются за бортом.


Выпуск 167. 25 августа - 10 сентября 2007

arxiv:0709.0832 SPLASH: интерактивая программа для визуализации расчетов методом SPH (SPLASH: An interactive visualisation tool for Smoothed Particle Hydrodynamics simulations)
Authors: Daniel J. Price
Comments: 14 pages, 11 figures, accepted to PASA

Автор описывает (и рекламирует) софт для визуализации гидродинамических расчетов методом сглаженных частиц. Программа доступна для скачивания.


Выпуск 165. 01-13 августа 2007

arxiv:0708.0961 Визуализация результатов космологического моделирования (Visualization of Cosmological Particle-Based Datasets)
Authors: Paul Arthur Navratil, Jarrett L. Johnson, Volker Bromm
Comments: 7 pages, to appear in IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics (Proceedings of IEEE Visualization 2007), Nov/Dec 2007.

Довольно интересно, как люди пытаются оптимизировать визуализацию результатов расчетов формирования первых звезд и тп.


Выпуск 164. 20-31 июля 2007

arxiv:0707.2991 Кластер на видео-картах для астрофизики (GraCAA)- тесты (Graphic-Card Cluster for Astrophysics (GraCCA) -- Performance Tests)
Authors: Hsi-Yu Schive, Chia-Hung Chien, Shing-Kwong Wong, Yu-Chih Tsai, Tzihong Chiueh
Comments: 30 pages, 20 figures, submitted to NewAstronomy, 20 July, 2007

Буквально несколько дней назад известный российский научный журналист Александр Сергеев, зайдя в ГАИШ рассказывал мне в 31-й комнате за чашкой чая о возможности создания кластеров с производительностью несколько терафлоп на видеокартах NVIDIA. Я как-то скептически отнесся к этому (производительность-то большая, но вот как там с памятью.... Все равно это не дешево по нашим меркам, возни много и тп.). Но вот - китайцы уже благополучно гоняют такие системы на астрофизических задачах.

Хотя, все равно, самая красивая идея - это кластеры на XBOX под Linux. Дело в том, что игровые приставки в принципе можно купить дешевле себестоимости, если производитель ведет некоторую рыночную игру и думает в первую очередь об основных потребителях, которые покупают по одной приставке, а потом кучу игр :)

Обсудить в ЖЖ-сообществе ru_astroph.
Обсудить на Астрофоруме в Научной панораме.


обзор arxiv:0707.4293 Моделирование плотных звездных систем (Modeling Dense Stellar Systems)
Authors: Piet Hut, Shin Mineshige, Douglas C. Heggie, Junichiro Makino
Comments: 23 pages, to appear in Prog. Theor. Phys

Рассмотрены различные аспекты моделирования тесных звездных систем, в которых возможны частые взаимодействия звезд (захваты, обмены и тп.).


Выпуск 161. 09-20 июня 2007

arxiv:0706.1270 Проект по сравнению космологических компьютерных программ (The Cosmic Code Comparison Project)
Authors: Katrin Heitmann et al.
Comments: 28 pages, 14 figures

Сейчас в мире существует достаточно много групп, занимающихся численным моделированием формирования крупномасштабной структуры. Для внятного обсуждения результатов, полученных этими группами, необходимо сравнивать сами компьютерные программы. Для этого надо проводить некоторые стандартные вычисления, и детально разбираться нет ли противоречий в разных кодах. Этим уже несколько лет занимаются. В статье представлены очередные результаты сравнения. Вроде бы все хорошо.


Выпуск 158. 12-21 мая 2007

arxiv:0705.1556 Моделирование космологической эволюции с помощью Энцо (Simulating Cosmological Evolution with Enzo)
Authors: Michael L. Norman et al.
Comments: 22 pages, 6 figures. To appear in Petascale Computing: Algorithms and Applications, Ed. D. Bader, CRC Press LLC (2007)

Подробно, но очень понятно (без массы формул и тп.) описана компьютерная программа и ее применения для космологических вычислений. Рекомендую всем, кто интересуется тем, как проводятся мощные вычисления в современной астрофизике.


Выпуск 157. 01-11 мая 2007

arxiv:0705.1441 MAGMA: трехмерный лагранжевый магнитогидродинамический код для расчета слияний (MAGMA: a 3D, Lagrangian magnetohydrodynamics code for merger applications)
Authors: S. Rosswog, D. Price
Comments: 18 pages, 17 Figures

Представлено описание новой программы, предназначенной для расчета слияний нейтронных звезд (а также нейтронных звезд с черными дырами).


Выпуск 154. 01-12 апреля 2007

обзор arxiv:0704.1387 Описание Машины Сценариев (Description of the Scenario Machine)
Authors: V.M. Lipunov, K.A. Postnov, M.E. Prokhorov, A.I. Bogomazov
Comments: 32 pages, 3 figures

Дано подробное описание формул, заложенных в программу популяционного синтеза двойных систем "Машина сценариев".


Выпуск 153. 20-31 марта 2007

обзор astro-ph/0703485 К распределенным петафлопным вычислениям (Towards Distributed Petascale Computing)
Authors: A. G. Hoekstra, et al.
Comments: 20 pages, To appear in D. Bader (Ed.) Petascale, Computing: Algorithms and Applications, Chapman & Hall / CRC Press, Taylor and Francis Group

"Вперед, к победе коммунизма!" (с)
Что-то в этом духе приходит в голову в связи с названием статьи. Авторы обсуждают распределенные вычисления (grid computing) с производительностью порядка петафлоп в секунду.

Grid computing требует разработки специальных алгоритмов. Авторы кратко их обсуждают и развернуто иллюстрируют.

Этот подход актуален для самых разных областей. Статья появилась именно в астрономической части Архива, поскольку часть авторов является астрофизиками, и пример для иллюстрации они выбрали астрономический - моделирование галактики.


astro-ph/0703597 Моделирование магнито-ротационного коллапса ядра в рамках ОТО с учетом эффектов микрофизики (General relativistic simulations of magneto-rotational core collapse with microphysics)
Authors: P. Cerd-Durn, J. A. Font, H. Dimmelmeier
Comments: 25 pages, 14 figures, submitted to Astronomy & Astrophysics on March 7, 2007

Представлены результаты расчетов сверхновой для магнито-ротационного механизма. Как я уже не раз подчеркивал, наконец-то этот механизм стал активно исследоваться разными группами. Все это ясный пример того, как развитие вычислительной техники (имеется ввиду не только "железо", но и "софт") приводит к детализации моделей и рассмотрению более широкого спектра механизмов.


Выпуск 151. 01-09 марта 2007

обзор gr-qc/0703035 3+1 формализм и основы численного моделирования в ОТО (3+1 Formalism and Bases of Numerical Relativity)
Authors: Eric Gourgoulhon
Comments: Lectures given at the General Relativity Trimester held in the Institut Henri Poincare (Paris, Sept.-Dec. 2006) and at the VII Mexican School on Gravitation and Mathematical Physics (Playa del Carmen, Mexico, 26. Nov. - 2 Dec. 2006), 220 pages, 25 figures.

Фактически, это книга, посвященная очень популярной сейчас тематике - численному моделированию эффектов ОТО. Никакого "общего" интереса работа не представляет, но, по всей видимости, является полезнейшим руководством для тех, кто в самом деле этим занимается.


Выпуск 145. 11-30 ноября 2006

astro-ph/0611441 Эволюция джетов-"магнитных башен" в лаборатории (The evolution of magnetic tower jets in the laboratory)
Authors: A. Ciardi et al.
Comments: 34 Pages, 10 Figure, Submitted to Physics of Plasmas

Замечательный синтез лабораторных экспериментов и численного моделирования, созданный для лучшего понимания феерических астрофизических феноменов - струйных истечений, наблюдаемых, в основном, от аккрецирующих черных дыр.


astro-ph/0611522 Слияние черных дыр и нейтронных звезд с полным учетом эффектов ОТО (Merger of black hole-neutron star binaries in full general relativity)
Authors: Masaru Shibata, Koji Uryu
Comments: 14 pages. To appear in a special issue of Classical and Quantum Gravity: New Frontiers in Numerical Relativity

Представлены результаты новых численных расчетов слияний систем, состоящих из нейтронных звезд и черных дыр. Важно, что авторы находят новые аргументы в пользу того, что такие системы могут порождать короткие гамма-всплески.


Выпуск 136. 01 июня - 15 июня 2006

astro-ph/0606195 Трехмерное моделирование сферической аккреции с маломасштабными магнитными полями (Three-Dimensional Simulations of Spherical Accretion Flows with Small-Scale Magnetic Fields)
Authors: Igor V. Igumenshchev
Comments: 31 pages, 7 figures attached in jpg-format; to appear in ApJ

Теория аккреции развивается уже достаточно давно. Тем не менее, даже для достаточно простых течений не достигнуто полное понимание. Как ясно из названия статьи, в ней провидится численное исследование трехмерной сферически-симметричной аккреции с учетом магнитных полей.

Как и в более ранних исследованиях (в том числе и самого автора статьи) темп аккреции конечно же меньше, чем в случае классической аккреции Бонди. Важным новым выводом является невозможность установления стационарного сверхзвукового сферически-симметричного течения при наличии мелкомасштабных магнитных полей.


Выпуск 135. 22 апреля - 31 мая 2006

astro-ph/0605331 Эволюция замагниченных нейтронных звезд с дифференциальным вращением: моделирование с полным учетом эффектов ОТО (Evolution of magnetized, differentially rotating neutron stars: Simulations in full general relativity)
Authors: Matthew D. Duez et al.
Comments: 27 pages, 30 figures; Journal-ref: Phys. Rev. D73 (2006) 104015

Приводятся результаты численного моделирования поведения молодых нейтронных звезд с учетом многих деталей.


Выпуск 120. 12-30 ноября 2005

astro-ph/0511811 Моделирование компактных объектов с помощью программы популяционного синтеза StarTrack (Compact Object Modeling with the StarTrack Population Synthesis Code)
Authors: K. Belczynski et al.
Comments: 34 pages, 13 figures, submitted to ApJS

Приводится подробное описание одной из лучших современных программ популяционного синтеза тесных двойных систем - StarTrack. Соответственно, из описания того как и что считается, можно узнать много полезного об эволюции звезд в двойных системах, особенно о системах с компактными объектами.


Выпуск 119. 29 октября - 11 ноября 2005

astro-ph/0511142 Коллапс гипермассивной замагниченной нейтронной звезды: центральная машина для коротких гамма-всплесков (Magnetized hypermassive neutron star collapse: a central engine for short gamma-ray bursts)
Authors: Masaru Shibata et al.
Comments: 4 pages, 2 figures, submitted to Phys. Rev. Letter

В прошлом выпуске я уже писал о первой работе этой группы авторов. Ими рассматривается коллапс быстровращающейся массивной замагниченной нейтронно звезды, образовавшейся в реузльтате слияния двух нейтронных звезд. В предыдущей статье авторами лишь кратко была отмечена возможность генерации короткого гамма-всплеска при таком коллапсе. В этой же статье моделирование вспелска является основной темой.


astro-ph/0511173 Магниторотационный взрыв сверхновых (Core collapse supernovae. Magnetorotational explosion)
Authors: G.S.Bisnovatyi-Kogan, S.G.Moiseenko, N.V.Ardeljan
Comments: 23 pages, 48 figures, Proc. of the workshop "Gravity, Astrophysics and Strings at the Black Sea" June 13-20, 2005, Bulgaria

Очередная статья известной российской группы, разрабатывающей модель магниторотационного взрыва сверхновой. Поскольку модель постоянно развивается, совершенствуется, то новые статьи содержат новые детали. Рекомендуется к прочтению всем, кого интересует, как взрываются массивные звезды (речь идет только о таких сверхновых, т.е. не о типе Ia).


Выпуск 116. 11 сентября - 30 сентября 2005

обзор gr-qc/0509094 Передовые рубежи численных расчетов в теории относительности (Numerical Relativity at the Frontier)
Authors: Stuart L. Shapiro
Comments: to appear in `The Next Chapter in Einstein's Legacy'', Proceedings of YKIS 2005, Kyoto, Japan, eds M. Sasaki, J. Soda and T. Tanaka, in Progress of Theoretical Physics Suppl, in press (2006)

Такой вот длинный перевод названия. Суть работы конечно в том, что же нового есть в численном моделировании процессов, в которых велики эффекты Общей теории относительности. Задачи эти во-первых сейчас очень актуальны (например, в связи с перспективой регистрации гравитационных сигналов от сливающихся черных дыр), во-вторых оин становятся более доступными в смысле того, что мощность компьютеров все еще растет. Но одной мощью тут крепость не взять. Нужно разрабатывать новые алгоритмы. Этому собственно и посвящен обзор.


Выпуск 106. 01-10 мая 2005

astro-ph/0505010 Программа для космологического моделирования GADGET-2 (The cosmological simulation code GADGET-2)
Authors: Volker Springel
Comments: submitted to MNRAS, 31 pages, 20 figures (reduced resolution), code available at http://www.mpa-garching.mpg.de/gadget

Представлено детальное описание одного из космологических кодов. Сам код доступен.


Выпуск 105. 21-30 апреля 2005

astro-ph/0504483 Доверительные интервалы моделей эволюционного синтеза (Confidence limits of evolutionary synthesis models. IV An exact statistical formulation)
Authors: M. Cervino, V. Luridiana, N. Cervino-Luridiana
Comments: 20 pages, 8 figures, submitted to A&A.

Мигель Червиньо сделал уже несколько очень интересных работ, посвященных пределам применимости эволюционного популяционного синтеза. Как видно из названия, это четвертая работа в серии. Работа достаточно техническая, но на мой взгляд важная.


Выпуск 102. 21-31 марта 2005

статья в энциклопедии astro-ph/0503600 Классическая задача многих тел в гравитации (The Classical Gravitational N-Body Problem)
Authors: Douglas C. Heggie
Comments: 29 pages, 4 figures, to appear in Encyclopaedia of Mathematical Physics, Elsevier, 2006

Обширная энциклопедическая статья, посвященная методу многих тел в гравитации.

Все знают, что уже задача трех тел в общем виде не имеет полного аналитического решения. Однако в астрономии сплошь и рядом встречаются ситуации взаимодействия множества объектов. Для решения таких задач были разработаны как численные, так и приближенные аналитические методы. Обо всем этом - в статье.


Выпуск 99. 15-28 февраля 2005

astro-ph/0502266 Режим пропеллера при дисковой аккреции на быстровращающуюся замагниченную звезду (The Propeller Regime of Disk Accretion to a Rapidly Rotating Magnetized Star)
Authors: Marina M. Romanova et al.
Comments: 5 pages with 4 figures, LaTeX, macros: emulapj.sty, avi movies are available at http://www.astro.cornell.edu/us-russia/disk_prop.htm; Journal-ref: ApJ Letters, 616, L151-L154, 2004

Честно говоря, всегда нравились картинки и фильмы, демонстрирующие дисковую аккрецию.
Рассмотрен режим пропеллера при дисковой аккреции на замагниченную звезду. Результаты могут применяться как для аккреции на нейтронные звезды и белые карлики, так и для исследования звезд типа Т Тельца.

На первой серии рисунков показано, как изменяется конфигурация магнитного поля. На левом рисунке (Т=0, время отсчитывается в условных единицах, соответствующих одному обороту с кеплеровской скоростью на расстоянии 2.86 радиуса звезды) показана начальная конфигурация поля. Затем начинается расчет, и видно, как силовые линии формируют "магнитные башни". В нижней части дано увеличенное изображение линий вблизи диска для Т=70.


На второй серии рисунков продемонстрировано, что несмотря на то, что система находится на стадии пропеллера, когда быстровращающееся магнитное поле препятствует проникновения вещества на поверхность звезды, некоторая аккреция тем не менее возможна. На среднем рисунке отчетливо видно это "проникновение".



Выпуск 97. 17-31 января 2005

astro-ph/0501547 Новая годуновская схема для МГД с приложениями к магнито-ротационной неустойчивости в дисках (A New Godunov Scheme for MHD, with Application to the MRI in disks)
Authors: James M. Stone, Thomas A. Gardiner
Comments: 11 pages, style files included, Conference Proceedings: "Magnetic Fields in the Universe: from Laboratory and Stars to Primordial Structures", More information on Athena can be found at http://www.astro.princeton.edu/~jstone/athena.html
astro-ph/0501557 Нерасщепленный годуновский метод для идеальной МГД (An Unsplit Godunov Method for Ideal MHD via Constrained Transport)
Authors: Thomas A. Gardiner, James M. Stone
Comments: 45 pages, 13 figures, accepted for publication in J. Comp. Phys.

Две статьи, в которых описывается численная схема и код для моделирования магнито-гидродинамических процессов. Кроме описания представлены результаты тестов программы. Вероятно, этот код придет на смену знаменитому ZEUS.


Выпуск 96. 01-16 января 2005

physics/0501066 Фоккер-Планк и квазилинейные программы (Fokker-Planck and Quasilinear Codes)
Authors: Charles F. F. Karney
Comments: 52 pages, 13 figures. Presented at 3rd European Workshop on Problems in the Numerical Modeling of Plasmas, Varenna, Italy, September 10-13 (1985). Reprinted in "Problems in the Numerical Modeling of Plasmas", edited by K. Appert (1986)

Старая, но актуальная статья, посвященная взаимодействию радиоволн с плазмой.

Выпуск 95. 22-31 декабря 2004

миниобзор astro-ph/0412565 Как моделировать Вселенную в компьютере (How to simulate the Universe in a Computer)
Authors: Alexander Knebe
Comments: 8 pages, 4 figures, accepted for publication in PASA (refereed proceedings contribution for the meeting "Gravity 2004" held in Sydney, April 15-16, 2004)

Кратко описаны основные методы космологического моделирования методом многих тел (N-body). Поскольку данные по крупномасштабной структуре являются одним из китов, на которых стоит современная космология, советуем ознакомиться с этим обзором.


Выпуск 91. 01-14 ноября 2004

обзор astro-ph/0411043 Космологическое моделирование методом многих частиц: методы, задачи и состояние (Cosmological N-Body simulation: Techniques, Scope and Status)
Authors: J.S. Bagla
Comments: Invited Review; To appear in Current Science (special issue on Cosmology, Guest editor T.Padmanabhan)

Наравне с данными по реликтовому излучению и первичному нуклеосинтезу исследования крупномасштабной структуры являются одним из столпов, на которых стоит здание современной космологии. С теоретической точки зрения рассмотрение моделей образования галактик и их скоплений и сверхскоплений сводится в основном как раз к методу многих частиц (N-Body simulations). В статье проводится обстоятельный обзор данного метода компьютерного моделирования.

Отметим, что появилось еще несколько обзоров, которые будут напечатаны в специальном выпуске Current Science.

Выпуск 76. 19-30 апреля 2004

astro-ph/0404350 Моделирование образования скоплений галактик (Simulating the Formation of Galaxy Clusters)
Authors: Daisuke Nagai, Andrey V. Kravtsov
Comments: 3 pages, 2 figures. Use iaus style. To appear in the proceedings of IAU Colloquium 195 - "Outskirts of galaxy clusters: intense life in the suburbs", Torino, Italy, March 12-16, 2004

Очень короткая заметка в трудах конференции. Мы выделяем ее потому, что уже в абстракте компактно и четко перечислены основные элементы и трудности в моделировании процесса формирования галактик и скоплений, а также возможные пути разрешения этих проблем.

Трудности связаны с правильным учетом охлаждения газа за счет излучения и нагрева газа за счет обратного влияния образующихся звезд. Для воспроизведения наблюдающихся свойств галактик необходим какой-то дополнительный механизм нагрева. Возможно, он связан с активностью галактического ядра.


Выпуск 74. 01-11 апреля 2004

astro-ph/0404070 Две программы для изучения эволюции звезд и ядерной астрофизики (Two programs for studying stellar evolution and nuclear astrophysics)
Authors: Theodore Liolios
Comments: 9 RevTex pages, 8 figures.

Эта статья описывает две программы на FORTRAN'е, которые позволяют строить диаграммы Герцшпрунга-Рассела и эволюционные треки отдельных звезд на ней. Программа позволяет задавать такие параметры "рисуемой" звезды, как химсостав (центральный и фотосферный), светимость, эффективную температуру, радиус фотосферы и массу звезды. Сами программы достаточно просты, но снабжены очень большим набором файлов с данными. А за графику отвечает хорошо известный свободно распространяемы пакет программ PGPLOT.


Выпуск 69. 08-15 февраля 2004

обзор astro-ph/0402230 Достижения метода AMR в численной астрофизике и космологии (The Impact of AMR in Numerical Astrophysics and Cosmology)
Authors: Michael L. Norman
Comments: 21 pages, 0 figures.

AMR (Adaptive Mesh Refinement) означает "метод адаптивных сеток" один из самых продвинутых методов численного гидродинамического и магнитогидродинамического моделирования, когда требуется смоделировать процессы в достаточно большом объеме пространства и при этом проследить за мелкими деталями, возникающими в некоторых его местах.

А применяются эти методы для моделирования Солнца, межзвездной среды, вспышек Сверхновых, процессов нуклеосинтеза, звездообразования, джетов, образования и эволюции галактик и крупномасштабной структуры Вселенной. И так далее ...
(При этом ни одного рисунка.)


Выпуск 66. 19-26 января 2004

astro-ph/0401375 Трехмерное моделирование дисковой аккреции на наклонный диполь (Three-dimensional Simulations of Disk Accretion to an Inclined Dipole: I. Magnetospheric Flow at Different Theta)
Authors: M.M.Romanova et al.
Comments: 26 pages, 22 figures, ApJ, 595 (2003), 1009-1031

Это не первая работа данных авторов по численной МГД, до этого была аккреция на соосный диполь, на быстро движущуюся, но невращающуюся звезду и т.д.

Статью можно читать двумя способами: внимательно вчитываться в использованные граничные условия и параметры среды - это для специалистов гидродинамиков, физиков плазмы и астрофизиков, или просто смотреть на картинки - их много и ниже приведена одна из самых простых и не красочных.


Схема начальных условий расчета:
сечение вдоль оси вращения

На сайте авторов можно посмотреть фильм, следанный по этим расчетам: http://www.astro.cornell.edu/us-rus/inclined.htm.


миниобзор astro-ph/0401461 Коллапсирующие Сверхновые "на подходе" (Core-Collapse Supernovae at the Threshold)
Authors: H.-Th. Janka et al. Astrophysics, Garching)
Comments: 8 pages, 3 figures, high-quality available upon request; contribution to Procs. IAU Coll. 192, "Supernovae", Eds. J.M. Marcaide ad K.W. Weiler, Springer

Очень маленький обзор одной из самых авторитетных групп по численному моделированию Сверхновых. Что стало ясно на сегодняшний день: двумерные осесимметричные модели, даже с очень изощренным переносом нейтрино, не привели к успеху. Но есть явные признаки того, что (в трехмерии) данная проблема близка к решению.


"Фотографии" двумерного коллапса
в разные моменты времени


Выпуск 63. 16-31 декабря 2003

astro-ph/0312651 Сравнение программ космологического моделирования AMR и SPH (Comparing AMR and SPH Cosmological Simulations: I. Dark Matter & Adiabatic Simulations)
Authors: Brian W. O'Shea et al.
Comments: 35 pages, 18 figures. Submitted to the Astrophysical Journal

Численное моделирование - важнейший инструмент в космологических исследованиях. Существует много различных подходов к "созданию вселенной в пробирке". Соответственно, необходимо сравнивать разные подходы монополизм и отсутствие свободного компетентного обсуждения науке противопоказано).

Авторы (известнейшие специалисты в своей области) сравнивают два численных кода, основанных на разных методиках. Обсуждаются причины несколько различающихся результатов работы двух программ.


Выпуск 59. 19-31 октября 2003

миниобзор astro-ph/0310702 GRAPE-6: специальный параллельнй компьютер для астрофизического моделирования (GRAPE-6: The massively-parallel special-purpose computer for astrophysical particle simulation)
Authors: Junichiro Makino et al.
Comments: 25 pages, Accepted for publication in PASJ, scheduled to appear in Vol.55, No. 6

Дается обзор новой версии параллельных суперкомпьютеров серии GRAPE (GRAvity piPE) для моделирования методом многих тел, активно применяющимся в астрофизике (структура и взаимодействие галактик, звездные скопления, крупномасштабная структура, устойчивость и формирование планетных систем и т.п.). Серия началась в начале 90-х годов и, разумеется, мощность компьютеров быстро росла. Компьютеры GRAPE-3 и -5 производились даже малыми сериями, что позволило сделать их не очень дорогими (т.е. доступными большинству крупных университетов, где были соответствующие группы исследователей). GRAPE-6 имеет 2048 процессоров. Максимальная скорость - 64 Терафлопа.

Статья будет безусловно интересна всем, кто интересуется численными методами, компьютерным моделирование и т.п.


astro-ph/0310734 Библиотека слияний галактик (A library of galaxy mergers)
Authors: F. Combes, A.-L. Melchior
Comments: 2 pages, 2 figures, contribution in Scientific Highlights, SF2A-2003, to be published by EDP-Sciences

Короткий отчет о ходе работ над интересным проектом. Авотры поставили своей задачей с помощью численного моделирования получить библиотеку сливающихся галактик. Как хорошо известно, взаимодействие галактик может порождать весьма причудливые конфигурации. Было бы интересно заранее иметь набор симуляций. Для того, чтобы это давало отдачу, нужно иметь около 1000 смоделированных слияний. Большая работа!


astro-ph/0310786 FLY. Параллельный древесный код для космологического моделирования. Руководство по применению (FLY. A parallel tree N-body code for cosmological simulations. Reference Guide)
Authors: V. Antonuccio-Delogu, U. Becciani, D. Ferro
Comments: 29 pages, 4 figures. Code included in CPC program library Catalogue identifier: ADSC. Comput. Phys. Commun. 155(2003)159

Существует достаточно много открытых кодов для самых различных целей. В том числе и для космологического моделирования. В данной статье авторы представляют описание программы FLY. Работа, разумеется, очень техническая, но будет интересна тем, кто интересуется численным моделированием.


astro-ph/0310789 Магнитогидродинамика сглаженных частиц (Smoothed Particle Magnetohydrodynamics I. Algorithms and tests in one dimension)
Authors: D.J. Price, J.J. Monaghan
Comments: 16 pages, 7 figures, accepted to MNRAS

Две статьи (вторая "Smoothed Particle Magnetohydrodynamics II. Variational principles and variable smoothing length terms"), посвященные моделированию методом сглаженных частиц (Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH)).

Предложен новый алгоритм, который проверен множеством одномерных тестов, представленными в этих двух работах. Предполагается, что алгоритм будет крайне полезен в астрофизических приложениях (включая неидеальную МГД).


диссертация gr-qc/0310116 Численное исследование релятивистского коллапса (A Numerical Study of Relativistic Fluid Collapse)
Authors: Scott C. Noble
Comments: 228 pages, 66 Postscript figures, Ph.D. Thesis, the University of Texas at Austin, uses utdiss2.sty v5

Диссертация посвящена численному моделирования гравитационного коллапса. Тема архисложная и архиактуальная.


Выпуск 57. 22-30 сентября

astro-ph/0309539 Коллапс ядер в трех измерениях (3-Dimensional Core-Collapse)
Authors: C. L. Fryer and M. S. Warren
Comments: 34 pages (5 of 17 figures missing), accepted by ApJ

Эта статья - праздник трехмерных расчетов, которые были выполнены для серии моделей с различной скоростью вращения и магнитным полем. Самое быстрое из рассмотренных вращений не приводит к фрагментации звезды и не вызывает существенных изменений в процессах конвекции в центре ее ядра. Аналогично, рассматривались не слишком сильные магнитные поля, которые не доминируют в процессе взрыва сверхновой (более сильные магнитные поля, наблюдаемые у нейтронных звезд, могут возникать при их последующем охлаждении и сжатии). В модели с самым быстрым вращением может образоваться пульсар, энергии вращения которого будет достаточно для сброса оболочки сверхновой. Но современные эволюционные теории предсказывают слишком медленное вращение у предсверхновых, чтобы такой (магниторотационный) механизм мог сработать.


math.NA/0309285 Алгоритм оптимального деления данных на интервалы (An Algorithm for Optimal Partitioning of Data on an Interval)
Authors: Brad Jackson et al.
Comments: 4 pages, 1 figure, submitted to IEEE Signal Processing Letters

Правильно разделить наблюдательные данные на интервалы, чтобы затем их удачно аппроксимировать - почти искусство. В данной заметке описан простой, но мощный алгоритм, который просматривает все возможные варианты разбиения N точек данных за время порядка N2 (обращаем внимание, что общее число вариантов разбиения пропорционально eN). Алгоритм гарантированно находит глобальный оптимум и автоматически определяет число интервалов на которое надо разбить исходные данные. Алгоритм легко обобщается на многомерные данные. Возможна, также, его работа в реальном времени.


Пример разбиения набора данных на интервалы


astro-ph/0309565 Очистка баз данных обзоров неба новыми методами (Cleaning sky survey databases using Hough Transform and Renewal String approaches)
Authors: A.J. Storkey et al.
Comments: 17 pages, Accepted for MNRAS.

Базы данных больших обзоров неба (например, SuperCOSMOS Sky Survey, SSS), также как и отдельные наблюдения, "засоряются" пролетами искусственных спутников и самолетов, физическими дефектами приемников (сегодня это, в основном, ПЗС) и т.д. Однако, если появление подобных дефектов в одиночных наблюдениях можно обнаружить и, по возможности, устранить в ручную, то в автоматически проводимых обзорах большого объема такое решение невозможно.

Данная статья посвящена обнаружению и удалению из данных обзоров "треков" искусственных спутников земли и самолетов и других линейных дефектов.

Полную версию статьи (с рисунками) можно взять на сайте авторов http://www.anc.ed.ac.uk/~amos/publications.html, а детали проекта узнать здесь.


Выпуск 56. 13-20 сентября 2003

astro-ph/0309388 "Золотые копи": новая база данных галактик в web (GOLD Mine: A new Galaxy Database on the WEB)
Authors: G.Gavazzi et al.

База данных о галактиках "GOLDmine" ("Золотые копи") была существенно обновлена к сентябрю 2003 г. Адрес базы данных: http://goldmine.mib.infn.it/.


astro-ph/0309395 MODEST: моделирование звездной эволюции и (гидро)динамики (MODEST: modeling stellar evolution and (hydro)dynamic)
Authors: Piet Hut
Comments:4 pages, review talk presented at JD-11, IAU General Assembly XXV, Sydney, July 2003, to be included in Highlights of Astronomy, Vol. 13

Скромное название системы MODEST не должно вводить в заблуждение. Это крупный проект, который дает возможность проводить комплексное моделирование плотных звездных систем, например, шаровых скоплений. Некоторые куски кода доступны в Интернет. Проект объединяет несколько исследовательских групп по всему миру. В статье дается обзор первого года работы.


Выпуск 51. 21-31 июля 2003

cs.NA/0307033 Великолепие в компьютерном моделировании (Excellence in Computer Simulation)
Authors: Leo P. Kadanoff
Comments: 30 pages, 8 figures

Автор статьи работает в Department of Energy (что-то типа нашего МинСредМаша) уже давно. Ясно, что именно такие ведомства имеют возможность проводить очень сложные численные эксперименты.

Статья очень и очень интересная. Всем советуем прочесть. Описано много конкретных работ (особенно в области изучения поведения хаотических систем).

Интересно, "а как у нас?".....

обзор astro-ph/0307400 Моделирование спиральных структур в релятивистских струях (Modeling Helical Structures in Relativistic Jets)
Authors: P.E. Hardee
Comments: 18 pages, 7 figures

Большое количество астрономических объектов выбрасывает струи (или, как их еще называют, джеты). Это и образующиеся звезды, и компактные объекты в тесных двойных системах, и сверхмассивные черные дыры в ядрах галактик.... Если скорость джета велика, то их называют релятивистскими, т.к. нужно учитывать эффекты специальной теории относительности. Кроме того, во многих джетах наблюдают закрученные (спиральные) структуры. Объяснению этого феномена, а также попыткам воспроизвести подобные структуры в численных экспериментах, посвящена данная работа.


Выпуск 48. 23-30 июня 2003


astro-ph/0306418 Расчет слияния нейтронных звезд с высоким разрешением III: гамма-всплески (High Resolution Calculations of Merging Neutron Stars III: Gamma-Ray Bursts)
Authors: S.Rosswog, E.Ramirez-Ruiz, M.B.Davies
Comments: 23 pages, 13 figures, submitted to MNRAS

Это не первый расчет слияния двойной нейтронной звезды (и уж тем более не последний). Основная проблема здесь состоит в следующем проводить этот расчет можно только в трех измерениях (поскольку задача не обладает осевой симметрией), а если, как в данном случае, учитываются магнитные поля, то требования к объемам компьютерной памяти становятся очень большими. Большинство предыдущих расчетов велось на малых сетках (с низким разрешением), именно поэтому каждое существенное увеличение разрешения в таких расчетах вызывает большой интерес.

Схема расчетной области (одна НЗ неподвижна, для второй, менее массивной НЗ показаны два предельных положения) и векторная диаграмма, поясняющая процесс аннигиляции нейтрино.

Численным расчетам слияния двойных нейтронных звезд и излучающихся при этом гравитационных волн посвящен также препринт astro-ph/0306481 к которому прилагается фильм.

Выпуск 45. 26-31 мая 2003

astro-ph/0305475 Оценка эффекта "Бычьего Глаза" (Quantifying the Bull's Eye Effect)
Authors: B.C.Thomas, A.L.Melott, H.A.Feldman, S.F.Shandarin
Comments: 21 pages, 5 figures, 3 tables; submitted to ApJ

В этой статье рассматривается и количественно оценивается, с помощью численного моделирования методом N-тел, наблюдающийся вклад двух эффектов с очень поэтическими названиями "Пальцы Бога" (Fingers of God) и "эффект Бычьего Глаза" (Bull's Eye Effect). Оба этих эффекта связаны с отклонениями движений отдельных объектов (галактик) от закона Хаббла. Эти отклонения связаны с тем, что кроме участия в общем Хаббловском расширении имеют собственные пекулярные скорости (относительно движения Хаббловского потока в среднем).

Первый эффект связан с движениями галактик в компактных стационарных скоплениях. Вириальные скорости объектов там достигают тысяч километров в секунду, половина галактик движется к нам (их красное смещение z уменьшается), вторая половина - от наc (z становится больше). Тогда при построении трехмерного распределения объектов, когда расстояние вычисляется через лучевую скорость (красное смещение) по закону Хаббла, в направлении вириализованных скоплений мы увидим вытянутые вдоль луча зрения "сигары" - "'Пальцы Бога' со всех сторон указывающие на нас".

Второй эффект ("эффект Бычьего Глаза") работает на больших масштабах и действует в противоположную сторону (т.е. не растягивает, а сжимает распределение объектов по z). Он действует в более крупных структурах (скоплениях и сверх скоплениях), которые не достигли стационарного состояния и все еще продолжают коллапсировать. В этом случае объекты расположенные на ближней к нас стороне такого объекта удаляются от нас в среднем быстрее, чем по закону Хаббла, а на дальней стороне - в среднем медленнее. В итоге такой объект по красному смещению занимает меньший интервал, чем соответствующий его геометрическим размерам. К сожалению, происхождение названия этого эффекта не понятно.


Иллюстрация возникновения эффектов "Пальцев Бога" и "Бычьего Глаза".

Выпуск 43. 12-16 мая 2003

astro-ph/0305210 Эволюция флуктуаций барионной плотности в многокомпонентных космологических симуляциях (The Evolution of Baryon Density Fluctuations in Multi-Component Cosmological Simulations)
Authors: Naoki Yoshida et al.
Comments: submitted to MNRAS

Методы расчетов нужно постоянно улучшать. В статье авторы обсуждают проблему постановки правильных начальных условий при моделировании в космологии. Дело в том, что структура появляется из уже существовавших флуктуаций плотности. Важно правильно их задать. Авторы делают несколько "прогонов" с разными параметрами, и дают свои рекомендации по выбору начальных условий и работе с ними.