STITCH：一种用于太阳日冕能量积聚的亚网格尺度模型

太阳日冕经常表现出爆发性活动，特别是日冕物质抛射及其伴随的爆发耀斑，这些活动具有全球尺度的影响。这些事件及其较小的对应体——日冕喷流，起源于狭窄、蜿蜒的暗条通道。形成并演化这些通道的关键过程发生在更小的空间尺度和更长的时间尺度上，最终导致控制这些爆发现象的特征长度和特征时间存在巨大分离。在本文中，我们描述了一个高效的亚网格尺度模型的实现与测试，该模型用于在磁流体动力学（MHD）日冕模拟中生成爆发结构。STITCH——统计注入凝聚螺旋度（STatistical InjecTion of Condensed Helicity）——是基于物理的、对螺旋度凝聚的简化表示：在该过程中，小尺度涡旋表面对流形成无处不在的电流片，而跨越这些电流片的普遍重联介导了磁螺旋度和自由能的逆级联，从而形成暗条通道。STITCH将这些复杂过程抽象为MHD欧姆定律和感应方程中的一个新项，它直接向低日冕注入切向磁通量。我们表明，该方法与显式处理所有动力学的完整螺旋度凝聚计算非常吻合，同时尤其在时间持续时间上、也在空间分辨率上实现了大幅缩减。此外，我们展示了STITCH在形成局域化暗条通道以及为具有蜿蜒边界的复杂表面磁通分布供能方面的灵活性。STITCH易于实现且计算高效，使其成为基于事件、数据驱动的太阳爆发建模的一种强大新技术。