磁場重聯是空間和實驗室等離子體中常見的一種快尺度物理過程,如太陽風撞擊地球磁層、地球磁尾亞暴、托卡馬克等離子體破裂等都與磁場重聯緊密相關。磁場重聯會引起磁場拓撲結構的改變,并伴隨著等離子體磁能的釋放和等離子體動能的增加。近些年來,人們對于重聯理論開展了許多理論和模擬研究。針對空間和實驗室中的磁場重聯現象,學者們提出了許多可能的觸發(fā)快速磁場重聯的物理機制,最近提出的磁島鏈不穩(wěn)定性就是其中一個。當等離子體系統(tǒng)的磁雷諾數大于一定值時,細長的電流片上就會產生超阿爾芬波不穩(wěn)定性,電流片斷裂從而產生磁島鏈。在隨后的非線性階段,小磁島增長并逐漸融合,導致快速磁場重聯的發(fā)生。目前,在空間物理和磁約束等離子體中觀測到的磁島鏈的結構也證明了磁島鏈不穩(wěn)定性引起的快速磁場重聯。本論文針對磁島鏈不穩(wěn)定性,采用二維三分量的電阻磁流體模型,數值研究垂直平面驅動流、導向磁場、非對稱性磁場結構對磁島鏈不穩(wěn)定性的影響,以數值模擬的方式解釋了磁島鏈的快速增長機制。第一章,介紹了本論文研究的課題背景,簡述了磁場重聯的基礎理論和重要模型,并介紹了近幾十年磁島鏈不穩(wěn)定性的研究進展。第二章,介紹了研究等離子體的三種主要模型:磁流體... 

【文章來源】：大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：54 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 磁場重聯
    1.2 磁場重聯的理論模型
        1.2.1 Sweet-Parker重聯模型
        1.2.2 Petschek重聯模型
        1.2.3 無碰撞磁場重聯:霍爾磁重聯
    1.3 磁島的形成過程
    1.4 磁島鏈不穩(wěn)定性及相關進展
    1.5 研究動機
    1.6 研究的工作和內容安排
2 等離子體數值研究方法
    2.1 磁流體模擬研究(MHD)
    2.2 粒子模擬研究(PIC)
    2.3 混合模擬研究(Hybrid)
3 垂直平面驅動流對磁島鏈形成的影響
    3.1 模型和方法
        3.1.1 基本方程
        3.1.2 無量綱化
        3.1.3 平衡條件及算法
    3.2 模擬結果
        3.2.1 驅動流寬度對磁島鏈形成的影響
        3.2.2 驅動流強度對磁島鏈形成的影響
    3.3 本章小結
4 垂直平面驅動流和導向B_y場對磁島鏈的共同作用
    4.1 模型和方法
    4.2 模擬結果
    4.3 本章小結
5 非對稱磁重聯中磁島鏈形成的過程
    5.1 模型和方法
    5.2 模擬結果
    5.3 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況
致謝



本文編號：3185323