双带耀斑过程中非稳态磁重联的数值模拟

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双带耀斑过程中非稳态磁重联的数值模拟

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毕业论文范文题目：双带耀斑过程中非稳态磁重联的数值模拟，论文范文关键词：双带耀斑过程中非稳态磁重联的数值模拟
双带耀斑过程中非稳态磁重联的数值模拟毕业论文范文介绍开始：
【论文摘要】：磁重联在太阳耀斑过程中扮演着重要角色。积累在磁场中的能量通过磁重联过程快速释放出来,转化为等离子体动能、热能,并加速了高能粒子。在双带耀斑过程中,有很长的电流片形成,这些电流片的大尺度的结构一般为从太阳耀斑向上一直延伸至日冕高层。随着电流片变得薄而长,当它的长度与厚度比值超过2π时,电流片内的电阻不稳定模,如撕裂模发展起来,该不稳定模的发展倾向于将电流片撕裂成分离的电流细丝及相应的磁岛结构。在该过程中,磁场的拓扑结构被改变,磁能释放。这是非（本文此处忽略..）稳态的磁重联过程,并可能出现爆发式重联。撕裂模不稳定性的研究对理解耀斑等爆发活动中的重联有重要意义。对于这样的非稳态的重联问题,因为求解非线性磁流体方程组的困难,数值实验成为研究磁重联的重要方法。我们使用有限差分法求MHD方程组,它是数值模拟中常见的方法,差分的精度随网格间距的减小而提高。然而由于受限于数值计算的条件,主要是计算机计算能力的限制,在磁重联扩散区的高分辨率的演化图象还需进一步的研究。因此,我们尝试在已有的磁流体计算程序中使用（文章此处忽略..）自适应网格技术,对程序进行改造,另外在高磁雷诺数环境下进行了磁重联模拟,本部分工作主要包括以下两方面的内容:一、对现有的成熟的磁流体力学问题计算程序SHASTA进行改造。SHASTA是求解二维磁流体动力学问题的单一网格程序。在我们将其用于磁重联问题的数值模拟时,我们对它进行了修改,使之成为采用自适应网格方法的程序,可以针对扩散区进行细化计算,模拟二维非稳态的磁重联过程。在SHASTA程序的自适应计算实现过程中,我们采用了插入式的自适应修改（略..）策略,原二维磁流体力学偏微分方程的求解算法被作为独立单元使用。我们使用分层的数据结构,将每个细化层次的物理量用二维可变数组描述,并标记磁场和压强分布的陡变区为细化区域,再通过插值的方法得到细化层网格点上的物理量分布和边界条件,最后细化区域的计算结果被赋予给其上一层网格,并对其内容进行更新。采用细化计算进行的磁重联的模拟实验表明,相比单一网格计算,细节分辨率得到提高,相应的计算时间的增加则与模拟中的参数选择有关;而自适应程序部分带来的计算精（略..）度和稳定性的影响则依赖于边界设置、单步长的推进策略和插值算法。二、模拟了高磁雷诺数环境的双带耀斑中的磁重联过程。在磁重联过程中,电流片内的电导率是至关重要的因素,磁重联发生的快慢受到它的制约和影响。在太阳日冕大气中,电导率很高,日冕环境中典型的磁雷诺数高达10~6～10~(12),因此在高磁雷诺数环境的磁重联模拟对理解双带耀斑过程中的能量释放等过程具有重要意义。相对于已有的研究,本工作中进行了磁雷诺数10~4以上的磁重联数值模拟。

以上为本篇毕业论文范文双带耀斑过程中非稳态磁重联的数值模拟的介绍部分。

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