天体物理学 > 太阳与恒星天体物理学
[提交于 2024年9月3日
(v1)
,最后修订 2024年11月20日 (此版本, v2)]
标题: 基于物理信息神经网络的表面通量传输建模
标题: Surface Flux Transport Modeling using Physics Informed Neural Networks
摘要: 研究太阳表面的磁场特性对于理解太阳和日球层活动至关重要,这反过来又影响太阳系中的空间天气。 表面通量传输(SFT)建模帮助我们模拟和分析太阳表面上磁通量的传输和演化,为太阳活动的机制提供了有价值的见解。 在这项工作中,我们展示了机器学习技术在解决磁通量传输中的应用,使其更加精确。 我们开发了一种基于物理信息神经网络(PINN)的新模型,使用一维轴对称平均和二维的SFT来研究双极磁区(BMRs)的演化。 我们通过将基于PINN的模型的性能和准确性与使用龙格-库塔隐式显式(RK-IMEX)方案实现的数值模型进行比较,证明了我们的PINN模型的效率和计算可行性。 该与网格无关的PINN方法可以用于更准确地再现观测到的极区磁场。 这一进展对于准确再现观测到的极区磁场非常重要,从而提供对未来太阳周期强度的见解。 这项工作为更高效和精确的太阳磁通量传输模拟铺平了道路,并展示了PINN在解决特定关注天体物理学的对流-扩散方程中的适用性。
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