Численное моделирование влияния теплового прогрева на динамику подъема магнитных полей в атмосферу Солнца

• Автор: Семенов, Иван Валериевич
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 140 с. : ил.

Оглавление
Введение.

1. Математическая постановка задачи.

1.1 Приближение одножндкостной магнитной газодинамики в

зоне Динамо. Плазменные характеристики конвективной зоны

и зоны Динамо.

1.2 Колебания тонкой магнитной трубки в конвективной зоне

Солнца. Математическая постановка задачи

1.3 Обезразмериванис системы уравнений для тонкой магнитной трубки

1.4 Разностная аппроксимация. Метод раздельных прогонок численного решения разностных уравнений.

1.5 Группа пересчета координат узлов магнитной трубки. .

1.6 Динамическая группа разностных уравнений
1.7 Тепловая группа разностных уравнении
1.8 Метод раздельных прогонок. Блоксхема программы
ф 2. Развитие неустойчивости медленной волны.
2.1 Линейные колебания тонкой магнитной трубки. Математическая постановка задачи
2.2 Устойчивые и неустойчивые режимы линейных колебаний
магнитной трубки
2.3 Переход линейных режимов колебаний магнитной трубки в
нелинейные для медленных волн.
2.4 Режимы биений в линейных колебаниях магнитной трубки
на различных глубинах зоны Динамо. Частотный спектр биений для различных мод колебаний
3. Трубка с вихревым магнитным полем.
3.1 Кинематика тонкой закрученной трубки.
ф 3.2 Уравнение моментов, действующих на закрученную трубку.
ОГЛАВЛЕНИЕ .
3.3 Влияние пространственной структуры магнитного поля вну
три трубки на моменты сил.
3.4 Система динамических уравнений магнитной трубки. .
3.5 Группа уравнений закрутки магнитного поля в трубке. . .
3.6 Влияние тепловых потоков на динамику подъема магнитной трубки в солнечную атмосферу.
3.7 Эволюция вихревого магнитного поля и вращение магнитной трубки при подъеме в солнечную атмосферу.
Заключение.
ф Список использованных источников.

Введение
Актуальность


В приближении модели тонкой магнитной трубки в массовых ла-гранжевых переменных разработан алгоритм расчета вихревой структуры магнитного поля и вращения трубки вокруг центральной оси на различных стадиях подъема трубки в солнечную атмосферу. Значение для теории. В работе впервые предложен альтернативный алгоритм расчета физического механизма генерации глобальных осцилляций на Солнце - учтено нелинейное взаимодействие радиальных и продольных мод колебаний газа в магнитной трубке для медленной волны. Выделены физические параметры, определяющие различные режимы колебательного процесса. Значение для практики. Разработан пакет прикладных программ но расчету эволюции тонкой магнитной трубки, в котором учтена вихревая структура магнитного поля, вращение трубки вокруг центральной осп и прогрев плазмы тепловым потоком, распространяющимся вдоль силовых магнитных линий. Расчеты выноса магнитного ноля в солнечную атмосферу позволяют связать знак закрутки вихревого магнитного поля и частоты вращения в лидирующем и ведомом пятнах с полярностью глобальной структуры магнитного поля на Солнце. Этот результат допускает прямую проверку наблюдательными средствами п однозначно определяет механизм работы солнечного Динамо. Достоверность результатов Используемые в работе разностные схемы аппроксимируют дифференциальные уравнения в консервативном виде, что обеспечивает разностное выполнение соответствующих законов сохранения. При численном решении исходной системы дифференциальных уравнений по методу раздельных прогонок в отдельных группах использованы неявные схемы с абсолютной устойчивостью. При использовании явных схем устойчивость обеспечивается соблюдением критерия Куранта по звуковым и магннтозвуковым волнам. Разработанные пакеты программ протестированы на модельных задачах, допускающих аналитические решения. Полученные результаты не противоречивы, дополняют друг друга, соответствуют наблюдательным данным по изучаемым явлениям и согласуются с результатами других авторов, исследующих задачи по профилю диссертационной работы. Аппробацпя работы. ВВЕДЕНИЕ. Актуальные проблемы современной науки и пути их решения” (Красноярск, г. III семинаре вузов Сибири и Дальнего Востока по теплофизике и теплоэнергетике (Барнаул, г. Иркутск, г. Солнечная активность и ее земные проявления” (Иркутск, г. International Conference on the Methods of Aeropliysical Research” (Новосибирск, г. Солнечно-Земная Физика” (Иркутск, г. Публикации. По теме диссертации опубликовано (9) работ в центральной печати. Личный вклад автора состоит в разработке алгоритма и пакета прикладных программ по расчету нестационарного теплового прогрева магнитной трубки при ее подъеме в солнечную атмосферу; проведении расчетов динамики: магнитных полей, тепловых потоков и вихревой структуры магнитного поля. Постановка задачи проведена совместно с научным руководителем и научным консультантом. Общая характеристика диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и библиографического списка из 0 наименований. Полный объем работы - 0 страниц, включая рисунка, С таблиц. Структура н объем диссертации. Do введении обосновывается актуальность проводимого исследования. С этой целью представлен обзор опубликованных работ и состояние изучаемой проблемы к настоящему времени. Сформулирована цель диссертационной работы и полученные результаты. Описана структура диссертации. D первой главе обосновывается применимость модели идеальной одножидкостной магнитной газовой динамики в пределах конвективной зоны н зоны Динамо на Солнце. Представлена система магнитогазодпнампчеекпх уравнений для тонкой магнитной трубки с учетом процесса теплопроводности вдоль силовых магнитных линий. Разработан алгоритм численного решения данной системы уравнений на базе консервативных разностных схем. В основу алгоритма положена схема раздельных прогонок для численного решения системы нелинейных магнитогазодпнампчеекпх уравнений для тонкой магнитной трубки [4, 1, 1]. В 1. Динамо. Расчет произведен на базе данных по внутреннему строению Солнца из работ [, ].