从太阳到地球的全三维磁流体动力学(MHD)模型：COCONUT+Icarus
太阳与恒星天体物理
2024-07-26 v1 地球与行星天体物理
空间物理
摘要
太阳风建模已成为关键研究领域 due to 现代社会对技术、导航和电力系统日益依赖。准确的太空天气预测可预测对地球星际空间的潜在威胁。本研究检验了从太阳到地球的全新型磁流体动力学(MHD)链。本研究目标是通过最终实现将全MHD腰部模型整合到冷流体腰部非结构化(COCONUT)模型中并与MHD行星状模型Icarus耦合，来展示从太阳到地球的全MHD建模链的能力。结果得到的腰部模型相较于现有的准单温模型具有显著优势，因其模型更真实的双模态风场，这对于行星状研究至关重要。本研究仅在能量方程中考虑热导、辐射损失和近似的腰部加热函数。应用了真实的比热比。腰部模型的输出用于启动3D MHD行星状模型Icarus。选取了最小太阳活动情况作为全MHD模型的第一个测试案例。将腰 corona和行星状的数值模拟数据与观测产品进行比较。我们present了首次尝试使用COCONUT和Icarus获得从太阳到地球的全MHD链。已将腰部模型升级为用于真实双模态太阳风配置的全MHD模型。近似的加热函数对风场建模相当不错，但简单近似不足以获得真实的密度-速度平衡或在低腰和较远处、接近外边界处的真实特征。该全MHD模型在180核的Genius集群上运行了1.06小时，仅比准单温仿真慢1.8倍。
引用
@article{arxiv.2407.17903,
title = {The operationally ready full three-dimensional magnetohydrodynamic (3D MHD) model from the Sun to Earth: COCONUT+Icarus},
author = {Tinatin Baratashvili and Michaela Brchnelova and Luis Linan and Andrea Lani and Stefaan Poedts},
journal= {arXiv preprint arXiv:2407.17903},
year = {2024}
}
备注
12 pages, 13 figures