Теоретическое исследование газодинамических и магнитогазодинамических процессов, определяющих структуру гелиосферы

• Автор: Алексашов, Дмитрий Борисович
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 102 с. : ил.

1 Базовая модель взаимодействия солнечного ветра с межзвёздной средой
1.1 Математическая формулировка проблемы
1.2 Метод решения
1.3 Основные результаты
2 Моделирование хвостовой области гелиосферы
2.1 Введение
2.2 Постановка задачи
2.3 Численный метод
2.4 Численные результаты и их обсуждение
2.4.1 Выводы
3 Осесимметричная модель взаимодействия солнечного ветра с намагниченной межзвёздной средой
3.1 Математическая постановка задачи
3.2 Метод решения
3.2.1 Использование членов, пропорциональных V • В

3.3 Результаты расчётов и их анализ
3.3.1 Выводы
4 Трёхмерная модель взаимодействия солнечного ветра с намагниченной межзвёздной средой
4.1 Введение
4.2 Особенности трёхмерной постановки задачи
4.3 Особенности численного метода
4.3.1 Структура расчётной сетки
4.3.2 Квазилинейная форма МГД уравнений
4.3.3 Приближённое решение задачи Римана
4.3.4 Особенности численного моделирования....в присутствии атомов Н
4.4 Анализ численных результатов
4.4.1 Результаты по трёхмерной геометрической картине
течения
4.4.2 Влияние угла наклона магнитного поля на параметры атомов Н
4.4.3 Выводы
Заключение
Литература

Одной из современных и актуальных задач физики космоса является исследование границы гелиосферы, которая определяется взаимодействием солнечного ветра с локальным межзвёздным облаком (J1MO)
1. Интерес к этой проблеме постоянно растёт благодаря множеству новых экспериментальных данных, полученных на космических аппаратах Voyager 1 и 2, Ulysses, SOHO, Hubble Space Telescope, Pioneer 10 и 11 и др.. С целью исследования границы гелиосферы в 2008 г. планируется запуск нового космического аппарата Interstellar Boundary Explorer (IBEX).
В настоящее время известно, что JIMO является частично - ионизованной средой, которая движется относительно Солнца со скоростью ~26 км/с и имеет температуру ~7000 К. И плазменная, и нейтральная компоненты межзвездной среды взаимодействуют с плазмой солнечного ветра. При этом плазменная компонента может быть описана в рамках модели механики сплошных сред. Поэтому образуется структура с контактной поверхностью, называемой гелиопаузой, а также двумя ударными волнами - гелиосферной ударной волной в солнечном ветре и внешней ударной волной в межзвездной среде (Рис. 1). Структура взаимодействия с дву1 Область взаимодействия солнечного ветра с межзвездной средой часто называют областью гелиосферного интерфейса

Рис. 3.4: Распределение концентрации атомов водорода, рождённых в локальной межзвёздной среде, при 9 = 0 и 9 = тг/2 для различных значений альфвеновско-го числа Маха.
этой области. Тот же эффект в перпендикулярном направлении можно объяснить уменьшением концентрации протонов ЛМО в крыльях ударной волны ВБ (косая ударная волна) по сравнению с прямой ударной волной вблизи оси симметрии. В обоих случаях уменьшается число вторичных атомов водорода, которые и определяют немонотонное поведение концентрации Н. Незначительное влияние магнитного поля на положение и высоту водородной стенки не может изменить её интерпретацию на основе анализа спектров поглощения в линии Лайман-альфа [36]. Интерпретация наблюдений этой линии поглощения в случае, когда луч зрения прибора проходит через хвостовую область гелиосферы (по направлению на Сириус), показала [12], что полученный спектр можно объяснить при помощи учёта поглощения на атомах водорода сорта 2, поскольку водо-