时变边界条件的处理对于数据驱动的日冕太阳风建模研究十分重要.本文基于特征边界条件,将松弛型无反射边界处理应用到三维磁流体力学(Magnetohydrodynamics,MHD)方程中,发展出一种自洽的、以切向电场作为数据驱动的时变边界条件,并将其应用于时变日冕太阳风的模拟中.为验证该时变边界条件的有效性,本文连续模拟研究了2187—2189三个卡林顿周的日冕太阳风结构.通过将模拟结果与SOHO、STEREO等卫星的观测结果进行对比研究,发现基于该时变边界条件的日冕太阳风的模拟可以较好地反映出日冕太阳风的大尺度结构及其演化过程,且模拟得到的太阳风参数与卫星观测结果较为吻合.说明本文所发展的时变边界条件可以有效地模拟数据驱动的时变日冕太阳风.
相似文献背景太阳风对于地球附近的空间环境有着重要的影响,三维磁流体力学太阳风模型是背景太阳风研究和预报的重要工具.通过太阳光球磁场数据驱动的边界条件,我们发展了一个时变的行星际三维磁流体力学太阳风模型.使用这个模型,我们模拟了2008年全年的行星际背景太阳风,分析了该年太阳风结构全球特征的演化和行星际局地观测与日冕结构间的联系.实现了一套太阳风连续参数和特征结构模拟质量的定量评估方法.对2008年模拟结果的评估表明,模型较好地重现了背景太阳风的大尺度特征.模拟与观测速度间的相关性系数达到了0.6以上,行星际磁场强度与观测吻合得较好,捕获了全部的行星际磁场极性反转和82.76%的流相互作用区,行星际磁场极性反转的误报率仅为6.67%,流相互作用区的误报率仅为11.11%,两种结构的到达时间误差在1天左右.同时,通过综合分析评估结果,我们明确了高速流结构、内边界磁场分布等模型在进一步改进中需要重点注意的问题.
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