Szemirelativisztikus Magnetohidrodinamika

Tóth Gábor, T. I. Gombosi, K. G. Powell, D. L. De Zeeuw

Ortvay kollokvium, 2001. 09. 27.

Az ûridõjárás a naptevékenységnek a Földre gyakorolt hatása. Mivel ezeknek a hatásoknak egy része jelentõs gazdasági károkat tud okozni, az ûridõjárás elõrejelzése nemcsak tudományos, de gyakorlati szempontból is fontos. Az ûridõjárás számítógépes modellezésében komoly nehézséget okoz, hogy a hullámok terjedési sebessége - nevezetesen az Alfvén hullámoké - megközelíthetik a fénysebességet a magnetoszférában a Föld felszínének közelében, ugyanis az úgynevezett explicit idõintegrálási algoritmusok idõlépését a Courant-Friedrichs-Lewy (CFL) stabilitási feltétel korlátozza: a hullámok nem terjedhetnek egy idõlépés alatt messzebbre mint amekkora a rácscellák mérete. A magnetoszféra modellezése néhány 100 km-es rácsállandót tesz szükségessé a Föld közelében, így az idõlépést 0,01 vagy akár 0,001 másodperc alá kényszeríti a numerikus stabilitási feltétel. Ugyanakkor a magnetoszférában bekövetkezõ változások idõskálája perc nagyságrendû.

Kétféle módszert fogok tárgyalni, amelyek nagyobb idõlépéseket tesznek lehetõvé: (i) a klasszikus magnetohidrodinamikai egyenletek helyett a szemirelativisztikus magnetohidrodinamikai egyenletek használatát, melyben a fénysebesség mesterséges csökkentésével csökkenthetõ a maximális hullámsebesség; (ii) implicit idõintegrálási algoritmusok.

Gabor Toth 2001-10-05