评估太阳活动极大期全球日冕模拟的内边界条件
太阳与恒星天体物理
2023-03-21 v1
摘要
基于计算流体动力学(CFD)的全球太阳日冕模拟正逐步进入空间天气建模工具链,以替代 Wang-Sheeley-Arge(WSA)模型等半经验方法。然而,由于它们基于 CFD,若其中假设过强,这些代码可能出现收敛问题和非物理解。特别是对应于太阳活动极大期的磁图可能带来麻烦,因其包含具有强磁场的活动区,导致大梯度。再结合常对被近似处理的内边界,这会在这些情况下导致非物理特征甚至模拟完全发散。在此,我们展示了在我们的全球日冕模型 COolfluid COrona uNstrUcTured(COCONUT)中处理该内边界的一些可行方法,可同时改善收敛性与精度。由于我们知道对代表低日冕的区域规定光球磁场并不完全物理,首先,我们考察可调整输入磁图以去除最高量值与梯度的方式。其次,由于在默认设置中还假设了恒定密度,此处我们尝试在局部和全局改变这些值以观察对结果的影响。通过对比观测与收敛性分析,我们得出结论:在活动区局部修改密度是从所测试方法中改善收敛性与物理精度两方面性能的最佳途径。
引用
@article{arxiv.2303.10410,
title = {Assessing inner boundary conditions for global coronal modeling of solar maxima},
author = {Michaela Brchnelova and Błażej Kuźma and Fan Zhang and Barbara Perri and Andrea Lani and Stefaan Poedts},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.10410},
year = {2023}
}
备注
11 pages, 4 figures