数据预处理及计算

数据处理需要经过预处理和三重网格计算两个步骤。

原始数据及抽样

原始数据基于drms工具包下载HMI活动区补丁矢量场数据，抽样规则如下：

2022年第一批计算信息
时间范围	2010年-2019年
活动区序号范围	1-7400
时间间隔	96分钟
数据类型	Bp，Bt，Br
TODO其他规则

例子

hmi.sharp_cea_720s.4225.20140617_142400_TAI.Bp.fits
hmi.sharp_cea_720s.4225.20140617_142400_TAI.Bt.fits
hmi.sharp_cea_720s.4225.20140617_142400_TAI.Br.fits

预处理

整体流程

整体流程如下，将Bp，Bt，Br计算变为allboundaries，mask，grid和boundary

流程细节

具体预处理流程如下，三重网格需要Nx，Ny，Nz是4的倍数，这样后面除以两次2才能保证是整数。

涉及自定义参数的部分如下：

• 1.裁剪为4的倍数的算法
• 2.计算Nz的算法
• 3.产生mask的算法
• 4.rebin的算法
• 5.boundary的值
• 6.grid缓冲区值

详细阐述如下：

1.裁剪为4倍数的算法

• 若从fits读取的二维数组维度Nx，Ny就是4的倍数则不做处理；
• 若不是4的倍数，则做裁剪，裁剪方法如下
• 以Nx为例子
  • 原来Nx是从下标为0开始到Nx，
  • 现在变为下标从1开始
  • 若仍然不是4的倍数
  • 则尾部减去再减去1-2个数
  • 如：len(Nxraw)=9[0:8],Nxnew=8[1:8]
  • len(Nxraw)=14[0:13],Nxnew=8[1:12]

2.计算Nz的算法

为\(\frac{3(Nx+Ny)}{8}\)，其中Nx，Ny是经过对齐4后的值，若得到的Nz值不是4的倍数，则加1-3凑成4的倍数。

3.产生mask的算法

为B_T/max(B_T)，即\(\frac{\sqrt{\mathbf N_x^2+\mathbf N_y^2}}{max(\sqrt{\mathbf N_x^2+\mathbf N_y^2})}\)

4.rebin的算法

为取4个方格点的值求和再除以4平均

5.boundary的值

固定如下

nue
    0.001
boundary
    0
Mask B_T/max(B_T)

6.grid缓冲区值

固定如下

mu
    0.1
nd
    0

计算

整体流程

总体流程如下，使用预处理产生的文件进行三重网格计算，产生Bout.bin

流程细节

先进行第一重网格(即最小网格)计算，然后质量控制，然后第二第三重，最终产生Bout.bin文件为非线性无力场3D数据，中间产生B0.bin为势场文件，因为存储问题，最后没有全部保存，做了进一步抽样，详见产品数据及使用。

涉及自定义参数的部分如下：

• 1.质量通过的标准
• 2.计算平台的硬件信息

详细阐述如下：

1.质量通过的标准

Angle(B,J)角度小于30度，如：

 Quality Check of NLFFF field
 Input File: Bout.bin  

 Full Box, nx=424, ny=1112,nz=580, nd=0 

 Average B on lower Boundary: 106.44
 L=76.3422, L1=48.8366,  L2= 27.5056
 Sigma_J 0.2908 , Angle(B,J) = 16.9053 Degree
 -------------------------------------------------------------------

 Inner Region, nx=424, ny=1112,nz=580 

 Average B on lower Boundary: 106.44
 L=76.3422, L1=48.8366,  L2= 27.5056
 Sigma_J 0.2908 , Angle(B,J) = 16.9053 Degree
 -------------------------------------------------------------------

2.计算平台的硬件信息

因为保存数据为二进制文件，存储涉及float的位数及大小端对齐问题，详细信息如下：

2022年第一批计算信息

平台	架构	float位数	大小端
鹏城云脑计算	arm64	8byte	Little Endian
鹏城盘古计算	arm64	8byte	Little Endian
科技云计算	x86	8byte	Little Endian