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暗物质和星系的形成与演化是宇宙学研究的基本课题之一。本毕业论文利用数值模拟的手段研究冷暗物质模型下的宇宙的演化。全文分为五章。 第一章介绍相关背景，包括宇宙学基础和结构形成理论，暗物质等级演化以及星系形成的物理过程,以及我们使用的数值模拟工具:N-体模拟和半解析星系形成模型。 第二章我们利用目前最高精度的星系团级别的模拟Phoenix和银河系质量的数值模拟Aquarius，从子结构掉入主暗晕的时间和掉入前的质量分布研究子结构的质量函数对主暗晕质量的依赖性。我们发现大质量暗晕有更多的前身暗晕，这与前人的研究结果不同，是因为之前的结果重复统计了反复穿越并合树的暗晕。这种反复穿越的暗晕在越小质量的暗晕中比例越大。子暗晕的吸积时间对暗晕质量的依赖性很强。星系团暗晕的前身暗晕在紅移z～2.5被吸积，星系暗晕的前身暗晕在紅移z～5被吸积。前身暗晕进入主暗晕后，质量迅速消失，但是大部分都能存活到现在（大质量星系团有80％的前身暗晕存活，星系质量的暗晕有70％的前身暗晕存活）。同样时刻被吸积的子暗晕，他们的存活的数目比例不依赖于主暗晕质量，但是在星系团暗晕的子暗晕在演化过程中损失的质量更多。 第三章中，我们利用半解析模型和大型数值模拟研究从红移2到红移0之间，大质量早型星系的投影有效半径的演化。我们使用的模型可以恢复出该时间区间内大质量早型星系的半径-质量关系,所以可以用来分析这个尺度演化过程中的物理原因。我们发现星系的半径和它的恒星形成时的暗物质晕的半径相关。这种相关性通过并合传递到星系的半径上。另外，次并合主导大质量(＞1011.4M☉)的星系的尺度和质量增长，质量越大，主导地位越明显。主并合主导质量稍小的星系的增长。原位恒星形成对尺度增长的贡献比对质量增长的贡献更大。最后我们发现，高紅移形成的早型星系，其后续的质量增长和尺度演化是由次并合主导的。 第四章利用高精度数值模拟结合半解析模型解决了本地空洞危机。本地空洞因为星系密度过低，而前人一些工作中认为这种低密度不可能存在与标准宇宙学预言的宇宙结构中，所以本地空洞被认为是标准宇宙学模型的危机。我们在标准宇宙学数值模拟中寻找类似本地空间的系统，进而寻找类似本地空洞的结构来验证本地空洞能否存在于标准宇宙学中。我们的工作发现，模拟中可以找到77个类似本地空间的系统，其中有14％的几率可以在附近找到本地空洞，这说明本地空洞完全可以存在于冷暗物质模型中。而本地空洞的星系密度极低的原因是:主要是因为暗物质晕密度低，另外环境对星系形成的影响也使得星系数目降低25％。 第五章中对我们的工作作出总结和讨论。