天体物理学 > 太阳与恒星天体物理学
[提交于 2024年9月2日
]
标题: 论太阳大气中的热传导:非线性扩散率无紧支集的解析解
标题: On Thermal Conduction in the Solar Atmosphere: An Analytical Solution for Nonlinear Diffusivity without Compact Support
摘要: 科学界使用复杂的多物理场模拟来理解太阳、恒星和星际介质中的物理现象。 这些模拟必须与已知解进行对比以确保其有效性。 存在一些著名的测试,例如Sod激波管测试。 然而,缺乏针对非线性扩散率的测试。 这个问题在太阳大气中非常重要,因为各种事件释放的能量随后通过Spitzer热导率扩散。 目标是推导出1D、2D和3D中的非线性扩散率的解析解,允许存在非零背景值。 该解将用于设计数值求解器的测试,并研究太阳大气中的Spitzer导电性。 曾存在一个假设零背景值的理想解。 我们对该解进行了解析的一阶摄动。 一阶解首先与专用的非线性扩散求解器进行测试,之后用于对单流体和多流体辐射磁流体动力学代码Ebysus进行基准测试,该代码用于研究太阳。 理论和数值建模用于研究Spitzer导电性在纳米耀斑释放能量传输中的作用。 所得到的解析解在其有效区域内准确地模拟了非线性扩散率,并在区域外近似有效。 发现Ebysus代码中的各种数值方案正确地模拟了Spitzer导电性。 由于Spitzer导电性,代表性纳米耀斑的能量在生命的第一秒内扩散了9 Mm,这强烈依赖于电子密度。 解析的一阶解是确保太阳复杂模拟物理有效性的重要进展。 此外,由于推导和论证是通用的,它们可以轻松地被遵循以处理其他非线性扩散问题。
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