In the article the mathematical model of the turbulent solar wind is presented. The model is developed on the basis of multi fluid description of the solar wind interaction with the local interstellar media and three-equation turbu-lence model. The model is implemented as an extension of the Multi-Scale Fluid-Kinetic Simulation Suite (MS-FLUKSS). Numerical results are presented of the distant solar wind simulation with the time-dependent boundary conditions provided by the OMNI data. The calculated distributions of plasma properties and interplanetary mag-netic field are compared with the Voyager 2 observations in the distant solar wind.
Remote solar wind, turbulence, OMNI 2 data, Voyager 2 measurements
В работе представлена математическая модель турбулентного солнечного ветра, построенная на основе многожидкостного описания взаимодействия солнечного ветра с локальной межзвездной средой и трехпараметрической модели турбулентности. Модель реализована в рамках программного комплекса MS-FLUKSS (Multi-Scale Fluid-Kinetic Simulation Suite). Представлены результаты численного моделирования дистанционного солнечного ветра с нестационарными граничными условиями, построенными на данных OMNI 2 на 1 AU. Полученные распределения характеристик плазмы солнечного ветра и межпланетного магнитного поля сравниваются с измерениями Voyager 2 в дистанционном солнечном ветре.
дистанционный солнечный ветер, турбулентность, данные OMNI 2, измерения Voyager 2
1. Borovikov S.N., Kryukov I.A., Pogorelov N.V., Adaptive Mesh Refinement on Curvilinear Grids // Astronomical Society of the Pacific Conf. Ser. 406, Numerical Modeling of Space Plasma Flows: ASTRONUM-2008. - ASP, San Francisco, 2009. Pp.127134. 2. Breech B., Matthaeus W.H., Minnie J., Bieber J.W., Oughton S., Smith C.W., Isenberg P.A. Turbulence transport throughout the heliosphere // J. Geophys. Res., 2008. 113, A08105. 3. Kryukov I.A., Borovikov S.N., Pogorelov N.V., Zank G.P., Magnetohydrodynamics with Chombo: Tests and First Results // Astronomical Society of the Pacific Conf. Ser. 359, Numerical Modeling of Space Plasma Flows: ASTRONUM- 2006. - ASP, San Francisco, 2006. Pp. 2536. 4. Kryukov I.A., Borovikov S.N., Pogorelov N.V., Zank G.P. // Astronomical Society of the Pacific Conf. Ser. 385, Numerical Modeling of Space Plasma Flows: ASTRONUM-2007. - ASP, San Francisco, 2008. Pp. 265272. 5. Kulikovskii A.G., Pogorelov N.V., Semenov A.Yu. Mathematical Aspects of Numerical Solution of Hyperbolic Systems.- Chapman & Hall, CRC, Boca Raton, FL, 2001. 6. Pogorelov N.V., Borovikov S.N., Florinski V., Heerikhuisen J., Kryukov I.A., Zank G.P. // Astronomical Society of the Pacific Conf. Ser. 406, Numerical Modeling of Space Plasma Flows: ASTRONUM-2008. - ASP, San Francisco, 2009. Pp.149159. 7. Powell K.G., Roe P.L., Linde T.J., Gombosi T.I. De Zeeuw D.L., A solution-adaptive upwind scheme for ideal magnetohydrodynamics // J. Comp. Phys., 1999. 154, 284309. 8. Richardson J.D., Kasper J.C., Wang C., Belcher J.W., Lazarus A.J., Cool heliosheath plasma and deceleration of the upstream solar wind at the termination shock // Nature, 2008. 454, 6366. 9. Smith C.W., Matthaeus W.H., Zank G.P., Ness N.F., Oughton S., Richardson J.D. Heating of the low-latitude solar wind by dissipation of turbulent magnetic fluctuations // J. Geophys. Res., 2001. 106, 8253–8272. 10. Smith C.W., Isenberg P.A., Matthaeus W.H., Richardson J.D. Turbulent Heating of the Solar Wind by Newborn Interstellar Pickup Protons // Astrophys.J., 2006. 638, Pp.508517. 11. Usmanov A.V., Matthaeus W.H., Breech B.A., Goldstein, M.L. Solar Wind Modeling with Turbulence Transport and Heating // Astrophys.J., 2011.727, p. 84. 12. Williams L.L., Zank G.P., Matthaeus W.H. Dissipation of pickup-induced waves: A solar wind temperature increase in the outer heliosphere ? // Jour. Geophys. Res., 1995. 100, Pp. 17059–17067. 13. Zank G.P., Matthaeus W.H., Smith C.W. Evolution of turbulent magnetic fluctuation power with heliospheric distance // J.Geophys.Res., 1996. 101, Pp. 1709317107. 14. Кузенов В.В. Использование регулярных адаптивных сеток для анализа импульсных сверхзвуковых струй плазмы // Физико-химическая кинетика в газовой дина- мике. 2008. T.7. http://www.chemphys.edu.ru/pdf/2008-09- 01-016.pdf 15. Железнякова А.Л., Суржиков С.Т. Построение двумер- ных неструктурированных сеток методом молекулярной динамики. // Физико-химическая кинетика в газовой ди- намике. 2011. Т.11. http://www.chemphys.edu.ru/pdf/2011- 02-01-031.pdf
