بررسی پاسخ مغناطیس سپهر به تغییر پارامترهای باد خورشیدی با شبیه سازی مگنتوهیدرودینامیک

یک شبیه سازی عددی بزرگ مقیاس بر اساس نظری? مگنتوهیدرودینامیک طراحی شد تا سیر تکاملی تاثیر شرایط فیزیکی بر مغناطیس سپهر را بر اساس اندازه گیری پارامترهای باد خورشیدی تشریح کند. با توجه به وسعت زیاد مغناطیس سپهر و وابستگی زیاد فضایی فرآیند انتقال انرژی، مقدار انرژی انتقالی نمی تواند مستقیما روی سطح مغناطیس سپهر، مگنتوپاوز نامیده می شود، اندازه گیری شود. بنابراین انجام شبیه سازی می تواند امکان محاسب? کمی انتقال انرژی از باد خورشیدی به مغناطیس سپهر، همچنین مکانی را که اساسا فرآیند انتقال انرژی در آن اتفاق می افتد، را فراهم سازد. لازم به ذکر است که فقط مقدار کوچکی از انرژی انتقالی در یون سپهر قطبی و در دو حفر? اصلی موجود در آن تحلیل می رود: قسمتی از انرژی به علت جریان های الکتریکی یون سپهری بین مغناطیس سپهر و یون سپهر به گرمای ژول تبدیل می شود و قسمتی دیگر به صورت ذرات بارداری که در مغناطیس سپهر شتاب دار شده اند به داخل یون سپهر بر می گردند (این ذرات، که در برخورد با ذرات جو، درخشندگی های شفقی را ایجاد می کنند). در این مقاله، انرژی مربوط به این فرآیندهای یون سپهری با شبیه سازی عددی ساختار مغناطیس سپهر و به کار بردن یک برنام? عددی بر اساس معادلات مگنتوهیدرودینامیک برآورد می شود. همچنین ارتباط مقدار و آهنگ تغییرات زمانی کل انرژی صرف شده توسط یون سپهر با پارامترهای باد خورشیدی به منظور به دست آوردن رابطه ای که کل انرژی مربوط به یک نقط? اندازه گیری را تعیین می کند، سنجیده می شود. تعمیم رابط? به دست آمده در موقعیت هایی که برآورد سریع کل انرژی یون سپهری مورد نیاز است، مانند پیش بینی شرایط هوا -فضا، کاربرد عملی خواهد داشت. شبیه سازی بزرگ مقیاس مگنتوهیدرودینامیک، در این مقاله، در دستگاه بیضوی- خورشیدی، انجام شده است که مبدا آن در مرکز زمین، محور X به سوی خورشید است، محور Z بر صفح? بیضوی عمود و به سمت شمال و محور Y که جهت گیری به سمت غرب دارد دستگاه مختصات راست گرد را تکمیل می کند. مرز انتخابی به سمت خورشید، در فاصل? RE۳۰+ =X از مرکز زمین قرار دارد و سلول های مکعبی به ابعاد RE ۵ر۰ تا موقعیت RE۶۰- =X در قسمت نیمه شب قرار گیرد، زمین را پوشش می دهند.

Keywords:

باد خورشیدی , شبیه سازی مگنتوهیدرودینامیک , میدان مغناطیسی بین سیاره ای , مغناطیس سپهر , هوا- فضا , یون سپهر