87 / 320
85
ось OX направлена от Земли к Солнцу и ось OZ перпендикулярна
плоскости эклиптики. В соответствии с этим в расчетах принималось, что
плотность и компоненты скорости и магнитного поля являются только
функциями времени и координаты X. При экспериментах в магнитосфере
такая ось обычно направлялась вдоль геомагнитного поля. Двумерное
моделирование позволяет более адекватно реальной ситуации описывать
эволюцию рассматриваемых структур. Действительно, реальные
возмущения компонент скорости, магнитного поля, плотности и
температуры плазмы изменяются не только вдоль оси OX, но и
в ортогональных ей направлениях и более точным является многомерный
подход. Однако для наших задач экспериментальным материалом обычно
являются наблюдения, главным образом вдоль одного направления, и
данные о пространственной неоднородности изучаемых структур весьма
ограничены. Поэтому выполняемые двумерные расчеты обладают
в основном фундаментальной ценностью.
Численные эксперименты по моделированию изучаемых волновых
динамик проводятся на конечной расчетной области с периодическими
граничными условиями
(0) ( ), (0) ( ), (0)
( );
, ,
i
i
i
i
L V V L B B L i x y z
или с условиями, позволяющими выполнить отражение возмущений от ее
границ. Периодические граничные условия обеспечивают приближение
бесконечного пространства: возмущения, уходя за правую или левую
границу расчетной области, появляются затем с противоположной
стороны. Такая возможность используется для расчетов на протяженных
трассах и исключает эффекты отражения волн от границ в возникающем
при этом безграничном пространстве.
В программе предусмотрена возможность вычленения любой
области решения и использования ее в качестве начальных условий
для других экспериментов с такими же параметрами среды. Это позволяет
исследовать взаимодействие различных процессов, например волн,
полученных в результате численного моделирования. Кроме того, такая
возможность исключает многократное взаимодействие возмущений после
прохождения границ изучаемого пространства. Вырезка сформированного
возмущения того или другого типа и перемещение его в среду с теми же
начальными параметрами позволяет изучать дальнейшее рассмотрение его
эволюции как отдельного объекта.
В работах, отмеченных выше, показано, что начальные условия
МГД-процесса удобно задавать в виде пространственно локализованного
возмущения, возникшего по внешней причине и не согласованного
с собственными волнами среды. За достаточное время наблюдения