地球電子外輻射帶的變化非常劇烈和復(fù)雜,尤其是地磁暴期間。外輻射帶中的高能粒子可能會(huì)對(duì)衛(wèi)星的正常運(yùn)行造成嚴(yán)重危害,同時(shí),輻射帶也是太陽(yáng)活動(dòng)與全球氣候變化的一個(gè)重要紐帶,所以針對(duì)輻射帶電子動(dòng)態(tài)變化的研究一直是空間物理領(lǐng)域的一個(gè)熱門方向。本論文關(guān)注輻射帶電子動(dòng)力學(xué)過(guò)程的三維模型的構(gòu)建,并將其運(yùn)用于一個(gè)具體事件,定量分析了各類物理機(jī)制在這一事件中的相對(duì)作用。使用最新發(fā)表的layermethod方法,我們將其推廣到三維,并開發(fā)了一個(gè)三維的擴(kuò)散程序以模擬輻射帶電子動(dòng)力學(xué)過(guò)程。這一程序可以保證即使在混合擴(kuò)散項(xiàng)存在的情況下求解結(jié)果依然不會(huì)出現(xiàn)負(fù)值。與大多數(shù)已經(jīng)開發(fā)出的程序不同,我們的三維程序可以直接在赤道投擲角(α0)、動(dòng)量(p)、磁殼數(shù)(L shell)上進(jìn)行求解,而不需要在(α0,p)坐標(biāo)系和絕熱不變量坐標(biāo)系之間進(jìn)行來(lái)回插值轉(zhuǎn)換。直接使用(α0,p,L)坐標(biāo)系也可以方便模擬結(jié)果與衛(wèi)星數(shù)據(jù)的比較。我們使用不同的數(shù)值測(cè)試驗(yàn)證了程序的正確性。我們將三維layer method程序用于模擬2013年3月17號(hào)地磁暴事件中的電子通量快速增長(zhǎng)現(xiàn)象,這也是一個(gè)GEM Focus Group列出的挑戰(zhàn)事件。在模擬... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：70 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 地球磁層和范艾倫輻射帶
        1.1.1 地球磁層
        1.1.2 范艾倫輻射帶
    1.2 電子輻射帶的暴時(shí)響應(yīng)
    1.3 暴時(shí)電子輻射帶中的重要物理過(guò)程
        1.3.1 超低頻波和徑向擴(kuò)散過(guò)程
        1.3.2 局地波粒相互作用
    1.4 研究輻射帶暴時(shí)響應(yīng)的基本理論
        1.4.1 單粒子軌道運(yùn)動(dòng)
        1.4.2 等離子體動(dòng)理論
    1.5 相關(guān)研究的研究現(xiàn)狀
        1.5.1 Salammbo程序
        1.5.2 VERB（Versatile Electron Radiation Belt）程序
        1.5.3 STEERB （Storm-Time Evolution of Electron Radiation Belt）程序
        1.5.4 UCLA 3D擴(kuò)散程序
    1.6 本文研究?jī)?nèi)容
    1.7 論文結(jié)構(gòu)安排
第2章 采用了單調(diào)保正插值方法的layer method方法的構(gòu)建
    2.1 Milstein-Tretyakov layer method方法簡(jiǎn)介:以一維情況為例
    2.2 保證單調(diào)性且保正的cubic插值方法
        2.2.1 一個(gè)簡(jiǎn)單的保證單調(diào)性限制算法
        2.2.2 三階精度的單調(diào)性限制算法
        2.2.3 保正和保證單調(diào)性的cubic插值方法
0,p,L）坐標(biāo)系下的LM-MC方法">第3章 在（α₀,p,L）坐標(biāo)系下的LM-MC方法
    3.1 推廣至d維空間中的layer method方法
0,p,L）坐標(biāo)系下模擬三維擴(kuò)散過(guò)程">    3.2 使用layer method在（α₀,p,L）坐標(biāo)系下模擬三維擴(kuò)散過(guò)程
第4章 三維LM-MC的驗(yàn)證
    4.1 一維徑向擴(kuò)散問(wèn)題的驗(yàn)證
    4.2 二維投擲角和能量擴(kuò)散問(wèn)題的驗(yàn)證
    4.3 三維常系數(shù)擴(kuò)散方程的驗(yàn)證
第5章 2013年3月17號(hào)磁暴事件的輻射帶電子通量增強(qiáng)事件模擬
    5.1 2013年3月17號(hào)地磁暴事件的簡(jiǎn)要回顧
    5.2 模型輸入
    5.3 模擬結(jié)果
第6章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的研究成果



本文編號(hào)：2907271