MULTI3D

2012.01.06T. Anan

MULTI3D• MULTI3D (Botnen 1997)• Leenaarts & Carlsson 2009; Leenaarts et al. 2009

– MPI-parallelized, domain-decomposed version (Botnen 1997 を upgrade した点 )– 3D Cartesian geometry– Statistical equilibrium eq. を線形化して解く（ Scharmer & Carlsson 1985 ）– in complete redistribution ( 散乱光も )– Background scattering は coherent– Overlapping transition are not allowed – Collisional-radiative switching are implemented

• Multiply collisional rates with a factor that is changed from iteration to iteration

– Convergence acceleration are implemented– 3D short characteristics solver

• Second-order Bezier interpolation for the source function

– The ray quadrature with 24 angles– 電子密度は LTE ionization for all relevant species で計算される– Hydrogen Lyman lines による photoionization は考慮しない

– Ca 5 levels and continuumⅡ– 400 frequency points

MULTI3D を使った研究• Asplund, Carlsson & Botnen 2003

– Abundance determination of lithium• Asplund et al. 2004

– Abundance determination of oxygen• Leenaarts et al. 2009

– Ca 8542Ⅱ– MULTI3D <= 3D RMHD simulation– SST/CRISPと比較 (OSC, Hansteen et al. 2007)

• Leenaarts et al. 2010– Na DⅠ 1, quiet-sun network and internetwork– 3D NLTE <= 3D RMHD simulation (OSC, Hansteen et al. 2007)– DST/IBIS の観測データと比較– D1の formationについての研究

• Ruten et al. 2011– D1の非対称性についての研究

• Quiet-sunではD1のblue wingでreversed granulation 、red wingでgranulationが見られる– SST/CRISPで非対称性のないMg bⅠ 2、Ca 8542Ⅱ と同時観測– Leenaarts et al. 2010と同じMULTI3D <= 3D RMHD simulation (OSC, Hansteen et al. 2007)

• 恒星のスペクトル研究

現状と問題• Methods to calculate the emergent spectrum in detail

from 3D models are mature (Carlsson 2009).• Global mesh を使う 3D 計算では Multi-grid methods

or adaptive mesh refinement が難しい– 物理量に大きな Jump があるとき光学的厚さも

jump するので細かい grid が必要であるが、細かい grid は収束が遅い

• 入力値である衝突断面積があまり分かっていない– 出力値の誤差となる

メモリや時間• 計算時間– 258×128×108 grid points– Ca atom (5 levels and continuum)Ⅱ– 400 frequency points– Ray quadrature with 24 angles– 64 processors 1 day

• メモリ– 32×32×32 の sub-domain– 600 frequency, 24 angles=> 1GB

他の 3D NLTE code (Carlsson 2009 が紹介 )

• 「 Multilevel GAuss-Seidel (MUGA) 」 , Auer et al 1994 など

• 「 RH 」 , Uitenbroek• 「 Phoenix 」 , Hauschildt and Baron ら