中文摘要：

宇宙中重子气体的分布是了解宇宙大尺度结构形成和演化以及星系形成过程的重要线索，在本项研究中，我们实现了大型宇宙流体动力学模拟软件 WIDGEON 的并行化, 并移植到联想深腾7000超级计算机上。利用大规模暗物质-重子物质流体动力学数值模拟，我们系统开展了星系际介质中大尺度湍流的产生、演化及其可观测效应的研究。我们提出了完全发展湍流的统计判据，并应用到数值模拟样本中。统计分析表明，在红移z=0时，完全发展的湍流可以扩展到0.2h-1Mpc ～ 3.0h-1Mpc的尺度上。它的一个直接后果是，大尺度湍流会导致重子物质比出现高度的空间分布非均匀性，它为重子短缺问题提供了一个自然解决途径。我们进一步提出，可以利用运动学SZ效应产生的温度各向异性，通过检验其间隙性指数是否满足She-Leveque 标度率来探测IGM中的湍流特征。此外，我们还针对观测上得到的高红移类星体吸收谱中的Gunn-Peterson吸收坑，提出可以利用Lyα泄漏的统计研究宇宙的再电离过程。采用数值模拟，我们发现Lyα泄漏的等值宽度的统计可以很好地区分各种电离模型，它为研究宇宙早期的电离历史提供了一种有效的途径。