بررسی پاسخ مغناطیس‌سپهر به تغییر پارامترهای باد خورشیدی با شبیه‌سازی مگنتوهیدرودینامیک

یک شبیه‌سازی عددی بزرگ‌مقیاس بر‌اساس نظری? مگنتوهیدرودینامیک طراحی شد تا سیر تکاملی تأثیر شرایط فیزیکی بر مغناطیس‌سپهر را بر‌اساس اندازه‌گیری پارامترهای باد خورشیدی تشریح ‌کند. با توجه به وسعت زیاد مغناطیس‌سپهر و وابستگی زیاد فضایی فرآیند انتقال انرژی، مقدار انرژی انتقالی نمی‌تواند مستقیماً روی سطح مغناطیس‌سپهر، مگنتوپاوز نامیده می‌شود، اندازه‌گیری شود. بنابراین انجام شبیه‌سازی می‌تواند امکان محاسب? کمی انتقال انرژی از باد خورشیدی به مغناطیس‌سپهر، همچنین مکانی را که اساساً فرآیند انتقال انرژی در آن اتفاق می‌افتد، را فراهم سازد. لازم به ذکر است که فقط مقدار کوچکی از انرژی انتقالی در یون‌سپهر قطبی و در دو حفر? اصلی موجود در آن تحلیل می‌رود: قسمتی از انرژی به علت جریان‌های الکتریکی یون‌سپهری بین مغناطیس‌سپهر و یون‌سپهر به گرمای ژول تبدیل می‌شود و قسمتی دیگر به‌صورت ذرات بارداری که در مغناطیس‌سپهر شتاب‌دار شده‌اند به داخل یون‌سپهر بر می‌گردند (این ذرات، که در برخورد با ذرات جوّ، درخشندگی‌های شفقی را ایجاد می‌کنند). در این مقاله، انرژی مربوط به این فرآیندهای یون‌سپهری با شبیه‌سازی عددی ساختار مغناطیس‌سپهر و به‌کار بردن یک برنام? عددی بر اساس معادلات مگنتوهیدرودینامیک برآورد می‌شود. همچنین ارتباط مقدار و آهنگ تغییرات زمانی کل انرژی صرف‌شده توسط یون‌سپهر با پارامترهای باد خورشیدی به‌منظور به‌دست‌آوردن رابطه‌ای که کل انرژی مربوط به یک نقط? اندازه‌گیری را تعیین می‌کند، سنجیده می‌شود. تعمیم رابط? به‌دست‌آمده در موقعیت‌هایی که برآورد سریع کل انرژی یون‌سپهری مورد نیاز است، مانند پیش‌بینی شرایط هوا -فضا، کاربرد عملی خواهد داشت. شبیه‌سازی بزرگ‌مقیاس مگنتوهیدرودینامیک، در این مقاله، در دستگاه بیضوی- خورشیدی، انجام شده است که مبدا آن در مرکز زمین، محور X به‌سوی خورشید است، محور Z بر صفح? بیضوی عمود و به سمت شمال و محور Y که جهت‌گیری به سمت غرب دارد دستگاه مختصات راست‌گرد را تکمیل می‌کند. مرز انتخابی به سمت خورشید، در فاصل? RE30+ =X از مرکز زمین قرار دارد و سلول‌های مکعبی به‌ابعاد RE 5ر0 تا موقعیت RE60- =X در قسمت نیمه‌شب قرار گیرد، زمین را پوشش می‌دهند.