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两种非线性磁场外推方法的比较

报 告 人： 刘 锁 指 导 教 师： 张洪起 （研究员） 苏江涛（副研究员）. 两种非线性磁场外推方法的比较. 博士研究生进展报告. 2009年12月22日　　　　　　怀柔基地. 报告内容. 一、两种外推方法介绍 二、 与数值解比较结果 三、 下一步工作计划. 两种外推介绍. DBIE 外推方法. Yan & Sakurai 2000 提出的一种积分方法. Boundary condition. 两种外推介绍. DBIE 外推方法. Cut. 两种外推介绍. DBIE 外推方法. 无散条件. 无力条件.

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两种非线性磁场外推方法的比较

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Presentation Transcript

  1. 报 告 人： 刘 锁 指 导 教 师： 张洪起 （研究员） 苏江涛（副研究员） 两种非线性磁场外推方法的比较 博士研究生进展报告 2009年12月22日　　　　　　怀柔基地

  2. 报告内容 一、两种外推方法介绍 二、与数值解比较结果 三、下一步工作计划

  3. 两种外推介绍 DBIE 外推方法 Yan & Sakurai 2000 提出的一种积分方法 Boundary condition

  4. 两种外推介绍 DBIE 外推方法 Cut

  5. 两种外推介绍 DBIE 外推方法 无散条件 无力条件 DBIE 归结为迭代找lambda， 使f g最小值并满足f g 的 两个条件，并同时计算出磁场（找lambda）有专门方法

  6. 两种外推介绍 Song 外推方法 Song 2006 提出的一种微分方法， 基于Wu S.T. 直接积分方法 Mainly dep F（z） Mainly dep F（ｘ,ｙ）

  7. 两种外推介绍 Song 外推方法 准分离变量的解带入 无散无力方程 （Xi Yi 邻域） 零阶近似解

  8. 两种外推介绍 Song 外推方法 一阶近似解

  9. 两种外推介绍 Low & Lou 解析解 （Low & Lou 1990） 形式上它已经是无散的，无力的要求是： 其解的形式是轴对称的，我们利用其中一部分解析解，进行坐标转换， 就相当于得到三维磁场。利用一个面为边界进行磁场外推。推出三维 磁场再与解析解比较， 这里比较的数组大小是： ［X，Y］＝［80，60］。

  10. 比较结果 DBIE B.C B.C DBIE DBIE bx B.C B.C DBIE DBIE by B.C DBIE bz

  11. 比较结果 DBIE Z＝1 Z＝5

  12. 比较结果 DBIE

  13. Song 比较结果 B.C SMT bx B.C SMT by B.C SMT bz

  14. Song 比较结果 Z＝1 Z＝5

  15. Song 比较结果

  16. 比较结果 B. C. Low DBIE Integral

  17. 比较结果 Song B. C. Low

  18. 比较结果  结 论： 一、两种方法推出的结果在低层基本与解析解符合，但随高度增加误差开始变大。 二、Song 的方法采用的微分方法，由方程看每一层的一个点仅由其下一层对应的 点来决定，当然计算参数需要周围的几个更多的点，所以他对于磁场中的怪点对其 影响比较大比如，alpha ksi 。 三、DBIE 用的是积分方法，它主要优劣决定于是否找到很好的Lambda更好的满 足无力、无散的条件。 四、微分方法计算上特别省时间。 以上比较结果正在整理，准备写文章

  19. 下一步工作 一、把外推方法应用到具体的活动区，研究太阳日冕层磁场的位型。 二、把外推方法应用到具体的活动区计算空间能量、电流以及螺度等。 三、 可以把外推方法试图应用于太阳的宁静区研究磁场位型以及磁场的空间演化。 四、同时可以对比一下其它的外推方法。例如， Optimization approach method (M. S. Wheatland &T..Wiegelmann 2000)‏

  20. 不同层Efree ／Ep的演化 2006 12 09 － 2006 12 13 Z＝4 Z＝6 － F ＋ F Z＝1 Z＝2

  21. 目前主要磁场外推方法（NLFF）： Directly integral (S.T.Wu 1990） Calculations of force-free magnetic field with Non-constant a (Sakurai 1981） The 'stress-and-relax' method (Roumeliots 1996)‏ Optimization approach method (M. S. Wheatland &T..Wiegelmann 2000)‏ Direct boundary integral method (Yan & Sakurai 2000)‏ Song's method (M.T. Song 2006)‏ Et al ........

  22. Song 比较结果 B.C SMT bx B.C SMT by B.C SMT bz

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