小尺度对流运动的动力学
太阳与恒星天体物理
2017-02-15 v1
摘要
先前的研究发现了一群直径小于 800 km 的小颗粒，它们表现出不同的物理性质。高分辨率模拟和太阳米粒组织的观测，结合自动分割和追踪算法，使我们能够以高时间和空间精度研究这些颗粒及周围涡旋运动的结构和物理性质的演化。我们关注颗粒随时间的动力学（寿命、碎裂、大小、位置、强度、垂直速度）以及强涡旋运动的影响。特别令人感兴趣的是小颗粒与常规尺寸颗粒相比的动力学。我们基于我们开发的太阳米粒组织分割算法，开发了一种时间追踪算法。该算法被应用于辐射流体动力学模拟以及 SUNRISE/IMaX 对宁静太阳的高分辨率观测。与常规颗粒相比，小颗粒在直径、强度和深度演化方面表现出不同的动力学。模拟和观测中追踪到的颗粒揭示了相似的动力学（寿命、大小演化、垂直速度和强度）。碎裂分析表明，模拟中的大多数颗粒不会碎裂，而在观测中发现了相反的结果。在小颗粒的位置检测到了强涡旋运动。具有强垂直涡度的区域表现出高强度和下行速度，并可持续几分钟。对根据直径分为不同组的颗粒的分析揭示了截然不同的行为。最大的差异出现在小、中和大颗粒组内，必须独立进行分析。涡旋运动主要位于小颗粒上及其附近，这表明对颗粒动力学有强烈影响。
引用
@article{arxiv.1611.06786,
title = {Dynamics of small-scale convective motions},
author = {Birgit Lemmerer and Arnold Hanslmeier and Herbert Muthsam and Isabell Piantschitsch},
journal= {arXiv preprint arXiv:1611.06786},
year = {2017}
}