一种捕捉日冕/过渡区焓交换的快速准确方法

太阳大气中日冕环的发射亮度强烈依赖于受限等离子体的温度和密度。在释放能量后，这些环经历加热和上升流阶段，随后是冷却和下降流循环。在整个过程中，日冕等离子体的性质存在显著变化。特别是，日冕温度的升高导致向下的热通量过剩，过渡区无法将其辐射出去。这产生了从过渡区到日冕的焓通量，从而增加了日冕密度。在数值模拟中，焓交换对过渡区分辨率高度敏感。如果过渡区在数值上欠分辨，在模拟日冕密度演化以及由此预测的环发射时会出现重大误差。本文提出了一种新方法，以解决获取日冕与日冕/色球界面之间正确相互作用的难题。在过渡区中，采用自适应热传导方法来展宽大气中任何未分辨的部分。我们表明，这种方法被称为TRAC，在保持与完全分辨模型高度一致的同时，成功消除了数值分辨率对日冕密度加热响应的影响。当采用通常在多维MHD代码中实现的粗空间分辨率时，峰值密度误差小于3%，且计算时间比完全分辨的场向模型快三个数量级。讨论了在场向流体动力学和多维磁流体动力学模拟中使用TRAC的优势。