网格拓扑对日冕模拟中 MHD 解特征的影响

随着计算能力日益可得，太阳日冕的磁流体力学（MHD）模拟愈发流行。依赖计算流体动力学（CFD）方法的现代计算等离子体代码，允许以太阳表面磁图作为输入来分辨日冕特征。这些计算在完整 3D 域中进行，因此选择正确的网格配置对于节省计算资源及促成/加速收敛至关重要。此外，已观察到对于接近流体静力平衡的 MHD 模拟，解中可能出现沿网格结构的伪数值伪影，这使得网格选择也成为精度方面的考量。本文旨在讨论并权衡将两种主要网格拓扑应用于全球日冕模拟时的表现，所用为非结构理想 MHD 求解器（来自 COOLFluiD 平台）。第一种拓扑基于测地多面体，第二种基于 UV 映射。重点将置于网格适应性、分辨率分布、由此产生的伪数值通量及收敛性能等方面。为此，首先研究旋转偶极子情形，随后使用来自太阳极小期（1995）与太阳极大期（1999）的真实磁图进行两次模拟。结论为：最适宜的模拟网格拓扑取决于若干因素，如精度要求、极区附近特征的存在与否，以及流场中 generally 的强特征。若关注收敛且模拟含强动力学过程，则相较于更常规使用的 UV 映射网格，推荐基于测地多面体的网格。