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Untersuchung der Wechselwirkung von Magnetfeldkonzentrationen und konvektiven Stroemungen mit dem Strahlungsfeld in der Photosphaere der Sonne

dc.contributor.advisorSchuessler, Manfred Prof. Dr.de
dc.contributor.authorVollmoeller, Peterde
dc.date.accessioned2002-04-30T15:29:13Zde
dc.date.accessioned2013-01-18T13:29:53Zde
dc.date.available2013-01-30T23:51:03Zde
dc.date.issued2002-04-30de
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0006-B438-Ade
dc.identifier.urihttp://dx.doi.org/10.53846/goediss-2617
dc.description.abstractIn dieser Arbeit wurden die Entstehung von kleinskaligen Magnetfeldkonzentrationen, ihre Wechselwirkung mit photosphaerischen Stroemungsmustern und ihr Schwingungsverhalten mittels zweidimensionaler Simulationen der solaren Magnetokonvektion studiert. Es wurde ein numerisches Verfahren zur Loesung der Strahlungstransportgleichung entwickelt, das unabhaengig von der Gittergeometrie auf 2-- und 3--dimensionalen Rechengittern arbeiten kann. Dieses Verfahren ergibt bei vergleichbarer Rechenzeit einen um bis zu zwei Groessenordungen kleineren numerischen Fehler als bisherige Loeser, was sich insbesondere in den optisch duennen Regionen stark auswirkt. Zusaetzlich dazu koennen die starken Opazitaetsvariationen im Rechengebiet, welche von der starken Temperaturabhaengigkeit der Opazitaet herruehren, problemlos verarbeitet werden. Mit einem neuentwickelten 2D--MHD--Code (WDV--Code), der mit einem adaptiven Gitterkonzept, einem offenen unteren Rand und dem neuen Strahlungstransportloeser arbeitet, wurde die Ausbildung kleinskaliger Magnetfeldkonzentrationen als Folge der Wechselwirkung zwischen magnetischem Fluss und konvektiven Stroemungen in einem 12000 km breiten und 1200 km tiefen photosphaerischen Auschnitt simuliert. Dazu ist ein anfangs homogenes, vertikales Magnetfeld mit einer Feldaerke von 100 Gauss in die vollentwickelte hydrodynamische Konvektion eingebracht worden. Horizontale Stroemungen transportieren den magnetischen Fluss in die konvektiven Abstromgebiete, wodurch Magnetfeldkonzentrationen entstehen. Die fortdauernde radiative Kuehlung bewirkt innerhalb der Magnetfeldkonzentrationen verstaerkte Abstroemungen, die zu einer Evakuierung fuehren. Dadurch kommt es zu einer Verstaerkung des Magnetfeldes auf Werte im Bereich von 1--2 kG. Die dynamische Wechselwirkungen von Magnetfeldkonzentrationen mit konvektiven Stroemungen ist in Form einer Schwingungsanalyse untersucht worden. Es wurden eine mit dem WDV--Code und zwei mit dem ST--Code [Steiner et al. (1994) ] durchgefuehrte Simulationen analysiert. Der ST--Code arbeitet ohne Gitteradaption, mit geschlossenem unteren Rand und einem herkoemmlichen Strahlungstransportloeser. Ausserhalb der Magnetfeldkonzentrationen zeigen die Resultate beider Codes starke Beitraege, die durch akustische Eigenschwingungen (4 mHz) und die Cutoff--Frequenz der Atmosphaere (5--6 mHz) bewirkte werden. Die WDV--Resultate zeigen zusaetzlich noch deutliche von der Konvektion (0--2 mHz) und akustischen Eigenschwingungen (3 und 7--8 mHz) verursachte Beitraege. Innerhalb der magnetischen Gebiete ergeben sich in beiden Faellen von akustischen Eigenschwingungen (4 mHz) und der Cutoff--Frequenz der longitudinalen Flussroehrenwellen (5--6 mHz) bewirkte Beitraege. Im Falle des WDV--Codes zeigen sich grosse Beitraege bei 0--2 mHz und 3--4 mHz, die von der Konvektion und den akustischen Eigenschwingungen bewirkt werden. Im Gegensatz zum ST--Code zeigt der WDV--Code keine Beitraege bei 8--10 mHz.de
dc.format.mimetypeapplication/pdfde
dc.language.isogerde
dc.rights.urihttp://webdoc.sub.gwdg.de/diss/copyrdiss.htmde
dc.titleUntersuchung der Wechselwirkung von Magnetfeldkonzentrationen und konvektiven Stroemungen mit dem Strahlungsfeld in der Photosphaere der Sonnede
dc.typedoctoralThesisde
dc.title.translatedInvestigation of the dynamical interaction between smallscale magnetic flux concentrations and the convective flows with the photospheric radiation fieldde
dc.contributor.refereeKneer, Franz Prof. Dr.de
dc.date.examination2002-02-08de
dc.subject.dnb530 Physikde
dc.description.abstractengThe development of small scale magnetic flux concentrations, its dynamical interaction with convective flows is investigated through twodimensional simulations of the solar magnetoconvektion (MHD). In the scope of this work a numerical method for solving the radiation transport equation was developed. This method works on two and three dimensional numerical grids and the runtime to error is at least two orders of magnitude larger compared to the conventional method s. The two dimensional simulations of the solar magnetoconvektion was have been carried out with a new developed 2D-MHD Code which works on the base of Riemann solvers for non ideal gases on an adaptive numerical grid. The simulated domain is 1200 km extended in vertical direction and 12000 km in horizontal direction. A homogeneous vertical magnetic field is incorporated. The horizontal convective flows concentrate the magnetic flux in the convective downflow regions. The radiative cooling in the magnetic flux concentrations lead to an amplification of the magnetic field with a resulting field strength of 1-2 kG. The dynamical interaction between the convective flows and the smallscale magnetic flux concentrations show that the external flows affect the convective flow patterns inside the flux concentrations and that they swing with a frequency that originates from the convective time scale.de
dc.contributor.coRefereeSchuessler, Manfred Prof. Dr.de
dc.subject.topicMathematics and Computer Sciencede
dc.subject.gerMagnetohydrodynamische Simulationende
dc.subject.gerPhotosphaerede
dc.subject.gerStrahlungstransportde
dc.subject.gerNumerische Methodende
dc.subject.engmagnetohydrodynamic simulationsde
dc.subject.engsolar photospherede
dc.subject.engradiation transportde
dc.subject.engnumerical methodsde
dc.subject.bk39de
dc.identifier.urnurn:nbn:de:gbv:7-webdoc-1246-5de
dc.identifier.purlwebdoc-1246de
dc.affiliation.instituteFakultät für Physikde
dc.subject.gokfullTde
dc.identifier.ppn353794716


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