基于 COCONUT 磁流演化的日磁最大化 MHD 模型

本文使用演化日磁全息磁力学-流体动力学 (MHD) 模型 COCONUT 对两次日磁最大化 Carrington 旋转 (CR) 的不同日距处的磁流演化进行模拟，以调查“开放磁通问题”。模拟得到的日面附近开放磁通 (OMF) 与 PSP 和 WIND 卫星现场观测结果相当，约为 SDO 日冕孔 (CH) 观测结果的 5 倍，径向日风速的变化与 OMF 在相应日盘中心附近评估值的演化相符。我们发现，OMF 从 $1.01~R_s$ 降至 0.1 AU 时可降低最高达 $45\%$，且随网格分辨率的提高而增大。OMF 的下降主要发生在 $3~R_s$ 内，处于此处的闭合磁通从 $1.01~R_s$ 处总磁通的约 $60\%$ 下降至 $3~R_s$ 处的约 $4\%$。适度调整加热源项可有效调节模拟得到的 OMF。对初步光面磁图进行处理，使用去除许多高阶球面调和分量的势场求解器可降低低日冕中的 OMF，而对 $3~R_s$ 之外的影响较小。此外，单次日磁最大化 CR 中 OMF 最大最小值之比可达 1.4。这些发现突显了在进一步解决“开放磁通问题”时，必须考虑更高的网格分辨率、更真实的加热机制以及日磁 MHD 模型的时间演化特征的必要性。