Simulación de la dinámica del viento solar y las eyecciones de masa coronal en el régimen hidrodinámico

Abstract

This thesis work presents the use and implementation of two new codes that solve Euler equations to model the dynamics of the solar wind. The first of them is a code that solves Euler equations with spherical symmetry, the second one is a code in three dimensions in Cartesian coordinates. The codes carry out the solution of the hydrodynamic equations, using finite volume discretization with reconstructors of second order variables and flux formulae approximation of the HLL class. The equations are written in flux balance law form, which allows the evolution of the conservative variables. The evolution is carried out using the method of lines with a second order time integrator. We were able to simulate the formation of ambient solar winds that replicate winds from the literature in terms of density, velocity and temperature of the plasma. On top of the stationary wind it is possible to launch Coronal Mass Ejections until its arrival to Earth. Finally, we incorporate the measurement of variables at the real position of some satellites whose purpose is to monitor the Sun and the solar wind.

En este trabajo de tesis se presenta el uso e implementación de dos nuevos códigos que resuelven las Ecuaciones de Euler, para modelar la dinámica del viento solar. El primero de ellos es un código que resuelve las ecuaciones de Euler en simetría esférica, el segundo es un código en tres dimensiones en coordenadas cartesianas. Los códigos resuelven las ecuaciones de la hidrodinámica, usando la discretización de volúmenes finitos con reconstructores de variables de segundo orden y aproximación de formulación de flujos de la clase HLL. Las ecuaciones se escriben en forma de balance de flujos, lo que permite la evolución de las variables conservativas. La evolución se lleva a cabo usando el método de líneas con un integrador de tiempo de segundo orden. Pudimos simular la formación de vientos solares de ambiente que replican vientos de la literatura en términos de densidad, velocidad y temperatura del plasma. Sobre el viento estacionario es posible lanzar Eyecciones de Masa Coronal hasta su arribo a la Tierra. Por último, incorporamos la medición de las variables en la posición real de algunos satélites que monitorean al Sol y el viento solar.