太阳风建模综述：动理学与流体力学方面
太阳与恒星天体物理
2013-06-05 v1 等离子体物理
摘要
我们综述了太阳风 (SW) 的动理学外逸层模型和流体力学模型的主要优势与局限性。我们讨论了 Chapman 设想的流体静力学模型、Parker 发表的首批超音速流体动力学模型，以及 Chamberlain 提出的第一代亚音速动理学模型。研究表明，正如 Lemaire 和 Scherer 开发的第二代动理学外逸层模型那样，正确估算电场可提供日冕的超音速膨胀，从而调和流体动力学方法与动理学方法。第三代动理学外逸层模型在外逸层底采用 kappa 速度分布函数 (VDF) 而非麦克斯韦分布，并处理电势随径向距离的非单调变化；第四代外逸层模型则包含了基于 Fokker--Planck 碰撞项的库仑碰撞。太阳风的多流体模型提供了粗粒化描述，并成功重现了太阳风宏观性质（密度、整体速度）的时空变化。本文综述了多流体太阳风模型的主要类别：Parker 最初提出的用于描述超音速太阳风膨胀的 5 矩或 Euler 模型；8 矩和 16 矩流体模型；具有改进碰撞项的回旋各向异性方法；以及基于观测 VDF 的回旋各向异性模型。我们还讨论了动理学和多流体背景下的碰撞突出问题，包括长程库仑相遇。尽管几十年来这两种方法被视为对立的，但本文强调了它们的互补性。对太阳风动理学和流体模型的综述也有助于更好地评估太阳风建模中仍存在的开放性问题，并提出可能的未来发展方向。
引用
@article{arxiv.1306.0704,
title = {A review on solar wind modeling: kinetic and fluid aspects},
author = {Marius Echim and Joseph Lemaire and Oystein Lie-Svendsen},
journal= {arXiv preprint arXiv:1306.0704},
year = {2013}
}