QSL Squasher:一个快速的准分离层映射计算器
太阳与恒星天体物理
2018-12-31 v2
摘要
准分离层(Quasi-Separatrix Layers, QSLs)是日冕中可能发展出电流片位置的有效替代指标,并为复杂磁场位形中的连通性提供有价值的信息。然而,即使是对三维日冕磁场模型进行二维切片的 QSL 映射计算,也是一项非平凡的任务,因为这通常需要以极高的精度追踪数百万条磁力线。因此,直到现在,将 QSL 计算扩展到三维的情况鲜有实现。为了应对这一挑战,我们推出了 QSL Squasher——一个开源的公开代码,针对在 GPU 上计算二维和三维 QSL 映射进行了优化。该代码实现了极高的处理速度,原因有三点,每一点都带来了一个数量级的加速:1)代码使用 OpenCL 进行并行化;2)通过使用微扰理论,大幅降低了 QSL 计算的精度要求;3)采用了一种新的准连通域边界检测判据,可以快速识别出需要代码进行精细采样的可能 QSL 位置。该边界检测判据依赖于寻找磁力线长度的突变位置,我们通过引入一种新的磁力线长度边缘(Field-line Length Edge, FLEDGE)映射来实现这一点。我们发现 FLEDGE 映射本身也很有用,可以作为 QSL 映射的快速粗略替代品。QSL Squasher 能够在几分钟内构建出高分辨率的三维 FLEDGE 映射,这比计算相应的三维 QSL 映射快两个数量级。我们附上了使用 QSL Squasher 完成的计算示例,以展示其作为 QSL 计算器的能力,并比较 QSL 与 FLEDGE 映射。
引用
@article{arxiv.1609.00724,
title = {QSL Squasher: A Fast Quasi-Separatrix Layer Map Calculator},
author = {Svetlin Tassev and Antonia Savcheva},
journal= {arXiv preprint arXiv:1609.00724},
year = {2018}
}
备注
14 pages, 4 figures; v2: added footnote