Titelaufnahme

Titel
Subgrid physics modelling in cosmological simulations of galaxy clusters : galactic winds, ram pressure stripping, turbulence and artificial viscosity / Harald Höller
VerfasserHöller, Harald
Begutachter / BegutachterinKissmann, Ralf
Betreuer / BetreuerinSchindler, Sabine
Erschienen2013/2014
Umfang138 S. : zahlr. Ill., graph. Darst., Kt.
HochschulschriftInnsbruck, Univ., Diss., 2014
Anmerkung
Enth. u.a. 3 Veröff. d. Verf. aus den Jahren 2014 . - Zsfassung in dt. Sprache
Datum der AbgabeSeptember 2015
SpracheEnglisch
Bibl. ReferenzOeBB
DokumenttypDissertation
Schlagwörter (DE)Galaxienhaufe, / Kosmologie, / Numerische Methoden
Schlagwörter (EN)Galaxy clusters, / cosmology, / numerical methods
Schlagwörter (GND)Galaxienhaufen / Kosmologie / Numerisches Verfahren
Zugriffsbeschränkung
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Zusammenfassung (Deutsch)

In der vorliegenden Arbeit präentieren wir kosmologische Simulationen von Galaxienhaufen zum Studium der Dynamik des Intra-Cluster Medium auf den unterschiedlichen Skalen sowie die chemische Anreicherung des Gases aufgrund von stellarer Nukleosynthese. Unser einzigartiges Simulations-Setup erlaubt es uns, die nötigen Subgrid-Prozesse (also jene physikalischen Vorgänge, die weit unter dem Auflösungsniveau der kosmologischen Simulation liegen) ausführlich zu beschreiben. In erster Linie stützen wir uns hier auf das semi-analytische Galaxienformationsmodell (SAM) Galacticus, welches Ergebnisse liefert, die ausgesprochen gut mit Beobachtungsdaten übereinstimmen. Wir beschreiben die Entwicklung eines Interface zwischen dem SAM und unserem hydrodynamischen Code FLASH zur Modellierung der Subgrid-Prozesse, welche das Intra-Cluster Medium anreichern. Im Weiteren präsentieren wir Ergebnisse einer Reihe kosmologischer Simulationen von Galaxienhaufen mit dem speziellen Fokus auf deren kinetischen Status sowie potentielle Voraussagen über die Effizienz der Feedback-Prozesse im Vergleich mit Röntgen-Beobachtungen des Intra-Cluster Medium.

Im Rahmen von Kollaborationen innerhalb des DK+ Computational Interdisciplinary Modelling ist ein mathematisches Gerüst zur Behandlung von Strahlungshydrodynamik auf mitbewegten, krummlinigen Gittern entstanden. Die Resultate werden am Ende der vorliegenden Arbeit präsentiert.

Zusammenfassung (Englisch)

We perform high resolution cosmological simulations of galaxy clusters in order to study the dynamics of the intra cluster medium on various scales as well as the chemical evolution due to stellar nucleosynthesis. Our unique simulation setup allows to model the necessary subgrid-physics (processes that take place way below the resolution level of these simulations) in a sophisticated way - first and foremost by employing the semi-analytical (SAM) galaxy formation model Galacticus which provides data that agree very well with actual astronomical observations. We present the development of an interface between the SAM and our hydrodynamical code FLASH in order to model the feedback processes that enrich the intra-cluster medium properly. We present results from cosmological simulations of galaxy clusters with focus on the study of the kinetic state of these objects as well as the constraints we are able to pose on galactic outflows from comparing our results to X-ray observations of the intra cluster medium.

In the course of collaborations within the DK+ Computational Interdisciplinary Modelling we developed a mathematical framework for the treatment of radiation hydrodynamics on comoving curvilinear grids which is presented at the end of this thesis.