现在广为接受宇宙学模型是Λ冷暗物质宇宙学模型，这个模型认为宇宙主要是由相互之间无碰撞只有引力作用的暗物质所组成，而宇宙结构的形成则是通过早期宇宙的原初扰动经引力不稳定性放大而来。重子物质则在这种大尺度结构下通过等级成团的形式逐渐形成星系。小的星系先形成，然后通过星系的并和过程逐渐形成更大质量的系统。然而，在星系的形成和演化中，占主导的过程除了引力之外，还有不同的重子物质相互作用。在多数情况下，我们没有办法直接通过解析的方式研究这些非线性物理过程的演化，因此现在主要通过数值模拟的方法研究星系形成，这些数值模拟中，有的会模拟整个星系的演化历史，而有的则主要检验某个具体的物理过程。在目前的星系形成研究中，在包含重子物质的数值模拟中重现星系形成一直被认为是一种挑战，因为其困难之处不仅在于重子物质物理过程本身的复杂性，同时在数值计算中如何有效且准确的计算这些物理过程也存在不小的难度。　　这篇论文中主要介绍了我在博士期间对重子物质物理过程研究的两个方面。首先一个方面是研究在星系周围的热气体是否会对流入星系中心的冷气体流产生影响。我们知道传统的星系吸积理论认为星系吸积气体会先将气体加热到维里温度然后再通过气体冷却使之进入星系中心，但是基于对激波稳定性分析的一个新理论认为冷气体有可能直接通过冷气体流的方式直接进入星系中参与恒星形成。我的研究检验了在真实星系环境下的冷气体流的动力学过程，发现流体的不稳定性和热气体的加热都不会对冷气体流产生明显影响，只有小并和可以使冷气体吸积停止0.5 Gyr。另外一个方面则是通过宇宙学模拟生成100个加密的高精度星系。这个包含有100个星系的样本涵盖了从矮星系到银河系这样一个很宽的质量范围，而其中所有模拟所应用的重子物理模型，包括恒星形成和恒星反馈模型都是完全一致的。通过对这些星系的分析发现，它们可以符合观测到的恒星质量暗物质质量关系和恒星形成率和恒星质量关系，这说明了这个星系样本可以重现在观测中发现的星系恒星形成效率过低的现象。　　第一章会介绍一些宇宙学的基本概念并对大尺度结构的线性演化阶段进行简单叙述。第二章会重点介绍现在的数值模拟过程，主要讨论流体模拟的不同方法以及在星系模拟中所包含的亚网格物理过程。在第三章中会对关于冷气体流稳定性的研究进行介绍和讨论，而在第四章中则会介绍我在宇宙学环境下所生成的100真实星系的数值模拟。最后在第五章中对整个博士论文进行总结，并对将来的研究作出展望。