本文關(guān)鍵詞：月球表面電場環(huán)境的數(shù)值模擬　出處：《哈爾濱工業(yè)大學(xué)》2010年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】： 本文深入地模擬了月球表面的電場環(huán)境。由于月球表面不同的太空環(huán)境,月球表面形成了多種性質(zhì)不同的鞘層。在同一鞘層中,由于太陽光子的入射角度的不同,在月球表面形成的電場環(huán)境也是不同的。 月球處于太陽風(fēng)的環(huán)境中,如果只考慮這一因素,在其表面會(huì)形成玻姆鞘層。太陽風(fēng)中的電子入射到月球表面,會(huì)使月球表面的電勢(shì)為負(fù)。在月球的陽面,由于太陽光子的入射,月球表面會(huì)產(chǎn)生光電效應(yīng),發(fā)射出光電子,這樣會(huì)增加月球表面的電勢(shì)。根據(jù)月球所處的不同的太空環(huán)境,本文建立了三種鞘層模型:存在勢(shì)壘的鞘層A;主要由光電子作用,電勢(shì)單調(diào)上升的鞘層B;主要由太陽風(fēng)中的電子作用,電勢(shì)單調(diào)下降的鞘層C。在電子和光電子滿足半麥克斯韋速度分布的初始條件下,給出了各個(gè)粒子的密度分布函數(shù)。然后對(duì)每一種鞘層模型進(jìn)行分析推導(dǎo),得出邊界條件方程,泊松方程以及電場的表達(dá)式。 鞘層模型中的有些參數(shù)是未知的,需要通過邊界方程進(jìn)行求解。在得出所有的參數(shù)后可以通過龍格-庫塔法對(duì)泊松方程進(jìn)行求解,得到表面的電場強(qiáng)度和電勢(shì),以及在不同位置不同離子的密度。由于太陽光子入射到月球的表面的角度是不斷變化的,我們通過改變?cè)谠虑虮砻娴墓怆娮拥拿芏葋肀容^分析月球表面的電場環(huán)境。通過數(shù)值模擬和結(jié)果分析,我們認(rèn)為在月球的夜面形成的是鞘層C,太陽光子入射到月球的表面的角度對(duì)鞘層C的電場強(qiáng)度和電勢(shì)都會(huì)產(chǎn)生比較大的影響。在月球的陽面,鞘層A、B和C都有可能形成。在光電子密度比較小的時(shí)候會(huì)形成鞘層C,在光電子密度變大時(shí)既可以形成鞘層A,又可以形成鞘層B。在引入勢(shì)能判斷法之后就可以決定鞘層的類型。我們又發(fā)現(xiàn)馬赫數(shù)對(duì)鞘層有很大的影響。結(jié)合不同鞘層所選擇的初始光電子密度的范圍和勢(shì)能判斷法則,我們最終給出了對(duì)于不同的光電子密度和馬赫數(shù)的不通過鞘層之間的臨界曲線。
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【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：P184

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 鄒永廖,歐陽自遠(yuǎn),徐琳,劉建軍,胥濤;月球表面的環(huán)境特征[J];第四紀(jì)研究;2002年06期

2 谷云鵬,馬騰才;粒子束對(duì)玻姆鞘層判據(jù)的影響[J];物理學(xué)報(bào);2003年05期

3 王正洶,劉金遠(yuǎn),鄒秀,劉悅,王曉鋼;塵埃等離子體鞘層的玻姆判據(jù)[J];物理學(xué)報(bào);2004年03期

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本文編號(hào)：1351663