太陽磁場理論外推方法研究.pdf

1、太陽磁場是研究太陽物理的關鍵.然而,目前對太陽磁場的精確觀測只限于光球層.對日冕磁場結構的了解,則多是以觀測的光球磁場作為邊界條件,在某種理論模型下進行外推.勢場模型、線性無力場模型和非線性無力場模型是無力場假設下的三種理論外推模型.目前討論較多的是非線性無力場模型.圍繞太陽磁場理論外推方法,本文完成了如下的主要內(nèi)容:1.簡要回顧了太陽磁場理論外推方法的發(fā)展歷史,敘述了外推方法的基本理論假設和理論方程.對無力場假設下三種模型中使用較多的

2、外推方法進行了一一舉例,介紹了它們在天文研究中的一些應用,并簡要評論了各種方法的優(yōu)缺點.2.對一種非線性無力場模型進行了研究.顏毅華和櫻井在2000年的太陽物理雜志上發(fā)表一文,就太陽光球外圍開放空間磁場建立了一個具有有限能量的非線性無力場模型.在此基礎上,顏毅華和李柱恒通過第二格林定理,推導出一個直接邊界積分方程.借助一個單純形的優(yōu)化數(shù)值方法,能夠求解出太陽半空間中任意一點的磁場.我們在第四章,利用一個解析解,通過IDL語言中的Broy

3、den和Newton函數(shù)反解出方程假無力因子的初始值,再將該初始值帶入邊界積分方程,檢驗其結果與解析解的差值.從而驗證了直接邊界積分方程解的存在性,證明了其解確實存在.3.研究了該方法方程的數(shù)值解對其中四個主要參數(shù)的依賴性.這四個主要參數(shù)為:邊界區(qū)域網(wǎng)格的疏密程度、邊界區(qū)域的大小、所選假無力因子的初始值和點源鄰域的大小.我們發(fā)現(xiàn),方程的數(shù)值解與假無力因子的初始值有很大關系,對程序中的其他參量的依賴性不大.4.從不同角度驗證了這種最優(yōu)化數(shù)