174 / 320
172
использовалась для численного моделирования динамики МГД-процессов.
Подробнее об этом см. в главе 4.
Вычислительный
эксперимент
по
исследованию
пространственно-временной волновой динамики в магнитосфере.
В настоящем разделе представлены результаты численного анализа
динамической эволюции альвеновского возмущения, образующегося
из поперечного МГД-возмущения гауссовой формы, возникшего
в окрестности плоскости геомагнитного экватора вследствие внешней
причины. Рассмотрения проведены для одномерного и двумерного
приближений.
Достоверность и надежность проведенных численных расчетов
подтверждена тем, что при контрольном уменьшении временного и
пространственного шагов интегрирования результат вычислений оставался
стабильным. Тогда предполагалось, что он соответствует решению
уравнений в непрерывных переменных. Устойчивость полученных
решений по отношению к изменениям параметров уравнений проверялась
на предмет отсутствия качественного изменения решений при малом
изменении параметров.
Все полученные одномерные рисунки содержат компоненты
возмущений, представленные функциями координаты z, все двумерные –
функциями x,y. Расстояние между ионосферами вдоль рассматриваемой
силовой линии, отвечающей магнитной оболочке
L
=5, равно 8
10
9
см.
В одномерных численных расчетах, посвященных пространственно-
временной динамике возмущений вдоль всей силовой линии, именно
этому расстоянию отвечает на рисунках вся ось Z. В двумерных
вычислениях рассмотрены процессы только вблизи модельной ионосферы,
представляющей собой правую грань каждого двумерного рисунка.
Начальное поперечное возмущение (Bх – в одномерном случае и
Bz – в двумерном) магнитного поля с характерным масштабом 10
9
см
во всех рассматриваемых случаях лежит в плоскости, перпендикулярной
к геомагнитной линии B
0
, т.е. оно имеет квазиальвеновскую поляризацию.
Таким образом, волновые вектора волн, образующихся в результате
эволюции, направлены вдоль оси Z для одномерного случая и лежат
в плоскости
XY
для
двумерного.
Численный
эксперимент
по моделированию изучаемой волновой динамики предполагает
использование
соответствующих
граничных
условий,
которые
должны быть поставлены на концах геомагнитной силовой линии,
т.е. в магнитосопряженных точках. Принято, что магнитосопряженные
точки находятся в областях зеркальных ионосфер с бесконечной
проводимостью. Если пренебречь атмосферным зазором, то можно считать