MULTI3D T. Anan

MULTI3D MULTI3D (Botnen 1997) Leenaarts & Carlsson 2009; Leenaarts et al – 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 Ⅱ 5 levels and continuum – 400 frequency points

MULTI3D を使った研究 Asplund, Carlsson & Botnen 2003 – Abundance determination of lithium Asplund et al – Abundance determination of oxygen Leenaarts et al – Ca Ⅱ 8542 – MULTI3D <= 3D RMHD simulation – SST/CRISP と比較 (OSC, Hansteen et al. 2007) Leenaarts et al – Na Ⅰ D 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 – D 1 の formation についての研究 Ruten et al – D 1 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 Ⅰ b 2 、 Ca Ⅱ 8542 と同時観測 – Leenaarts et al 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 Ⅱ atom (5 levels and continuum) – 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