Tonalli：一个用于太阳色球层的简化多物种非局部热动平衡近似三维磁流体动力学模型

在这项工作中，我们介绍了Tonalli代码的开发：一个专注于太阳色球层条件的简化多物种（HI、HII、H-和e）非局部热动平衡（NLTE）磁流体动力学（MHD）模型。这个新模型通过一个自收敛系统整合了两个成熟的模型，即Newtonian CAFE（MHD）和PakalMPI（NLTE），该系统连接了两个代码用于计算密度、压力和温度的状态方程，并以平均分子量（$\mu$）作为代理。Newtonian CAFE使用理想MHD计算等离子体变量，而PakalMPI在NLTE近似下计算中性氢（HI）、质子（HII）、负氢（H-）和电子（ne）的粒子密度。我们使用Tonalli测试了静力学C7模型的稳定性，该模型覆盖了3000公里的太阳色球层，具有30高斯的垂直恒定磁场和274.0 ms-2的垂直恒定重力场。结果，Tonalli生成了密度、温度、压力、平均分子量以及氢在其第一能级b1的偏离系数的三维立方体，提供了色球层高度处等离子体电离状态的详细表示。尽管MHD条件可能导致等离子体的数值扩散，但我们证明了模型的鲁棒性、一致性以及自收敛性，电子密度的相对误差达到了$3.7x10^{-7}$的值。