利用新型Icarus$+$PARADISE模型的高能粒子加速与输运
空间物理
2024-04-19 v1 太阳与恒星天体物理
计算物理
摘要
随着卫星的增多和人类对技术日益增长的依赖，人们越来越意识到与高能粒子相关的空间天气现象。日冕物质抛射(CME)和共转相互作用区(CIR)驱动的激波偶尔会充当强大的粒子加速器，产生危险的太阳高能粒子(SEP)，对卫星电子设备和宇航员构成风险。因此，能够建模和预测大型SEP事件的数值模拟工具需求很高。我们介绍了新的IcarusPARADISE模型，作为先前EUHFORIAPARADISE模型的改进。Icarus基于MPI-AMRVAC框架，是一个三维磁流体动力学代码，从0.1 au开始模拟太阳风结构，包括CME或CIR等瞬态结构。与EUHFORIA仅均匀网格不同，Icarus采用了求解自适应网格细化(AMR)和网格拉伸。粒子输运代码PARADISE通过随机求解聚焦输运方程，将高能粒子作为测试粒子在这些太阳风结构中传播。我们通过复现EUHFORIA+PARADISE的结果来验证我们的新模型。这是通过模拟包含嵌入CIR的合成太阳风结构中高能粒子的加速和输运来完成的。随后，我们通过使用不同级别的AMR来说明模拟结果如何随网格分辨率变化。得到的强度分布图显示，在激波区域，随着AMR级别的提高，粒子加速增加，更好地捕捉了激波效应。
引用
@article{arxiv.2404.12164,
title = {Energetic particle acceleration and transport with the novel Icarus$+$PARADISE model},
author = {Edin Husidic and Nicolas Wijsen and Tinatin Baratashvili and Stefaan Poedts and Rami Vainio},
journal= {arXiv preprint arXiv:2404.12164},
year = {2024}
}
备注
20 pages, 8 figures