Um modelo cinético-magnetohidrodinâmico com refinamento de malha adaptativo para modelar a interação do plasma neutro da heliosfera

A troca de carga entre o meio interestelar (ISM) e o plasma do vento solar é crucial para determinar as estruturas da heliosfera. Uma vez que tanto os caminhos médios livres de colisão entre íons neutros e neutros quanto entre neutros e neutros são comparáveis ou maiores que o tamanho da heliosfera, a distribuição do espaço de fase neutra pode desviar-se muito da distribuição maxweliana. Uma descrição cinética para os neutros é crucial para modelar com precisão a heliosfera. É desafiador do ponto de vista computacional executar simulações cinéticas tridimensionais (3D) dependentes do tempo devido ao grande número de macropartículas. Neste artigo, apresentamos o novo modelo SHIELD-2 altamente eficiente com um modelo cinético de neutros e um modelo magnetohidrodinâmico (MHD) para íons e elétrons. Para melhorar a eficiência da simulação, implementamos algoritmos de refinamento de malha adaptativa (AMR) e divisão e fusão de partículas para as partículas neutras, a fim de reduzir o número de partículas necessário para uma simulação precisa. Apresentamos vários testes para verificar e demonstrar as capacidades do modelo.