發(fā)布時(shí)間：2024-04-18 04:20

　　磁場(chǎng)重聯(lián)是常見(jiàn)于空間及實(shí)驗(yàn)室等離子體中的一種重要物理過(guò)程,它與太陽(yáng)耀斑、磁層亞暴等多種爆發(fā)現(xiàn)象相關(guān)。磁場(chǎng)重聯(lián)作為一種能快速將磁能轉(zhuǎn)化為等離子體動(dòng)能與熱能的機(jī)制,最早是由Giovanelli于1946年,為了解釋太陽(yáng)耀斑中的粒子加速而提出。自那時(shí)以來(lái),人們利用模擬、觀測(cè)及實(shí)驗(yàn)等手段對(duì)磁場(chǎng)重聯(lián)進(jìn)行了大量的研究。本文利用二維PIC模擬,研究了初態(tài)為Harris電流片的無(wú)引導(dǎo)場(chǎng)磁重聯(lián)中,分離線(xiàn)附近的演化過(guò)程,得到了以下結(jié)論。1.無(wú)碰撞重聯(lián)的擴(kuò)散區(qū)結(jié)構(gòu)模擬結(jié)果顯示,磁化粒子沿著分離線(xiàn)流入X點(diǎn)附近,被重聯(lián)電場(chǎng)加速后沿著分離線(xiàn)內(nèi)側(cè)流出X點(diǎn)。粒子在沿分離線(xiàn)流入的過(guò)程中,受到該處平行方向電場(chǎng)的作用加速,造成分離線(xiàn)上電子密度的下降,稱(chēng)為電子密度空穴。2.改變模擬參數(shù)的結(jié)果通過(guò)改變模擬中使用的參數(shù)(電子/離子質(zhì)量比,光速/阿爾芬速度比),發(fā)現(xiàn)改變的ωpe/Ωe值會(huì)改變沿分離線(xiàn)的平行電場(chǎng)大小,從而改變電子密度空穴的形態(tài)。

【文章頁(yè)數(shù)】：67 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.3MRX裝置位型(丫由11ad

圖１．４?ＭＲＸ裝置所得到的霍爾四極磁場(chǎng)的重聯(lián)圖像，圖中色表表示的物理量為垂直于??重聯(lián)平面的磁場(chǎng)，箭頭表示該處平面內(nèi)磁場(chǎng)的方向和大小（Ｒｅｎ?ｅｔ?ａｌ．，２００８）??４??

圖１．４?ＭＲＸ裝置所得到的霍爾四極磁場(chǎng)的重聯(lián)圖像，圖中色表表示的物理量為垂直于??重聯(lián)平面的磁場(chǎng)，箭頭表示該處平面內(nèi)磁場(chǎng)的方向和大�。ǎ遥澹�?ｅｔ?ａｌ．，２００８）??４??

重聯(lián)現(xiàn)象進(jìn)行研宄的重要手段。主要的實(shí)驗(yàn)室重聯(lián)可以依照實(shí)驗(yàn)裝置的位型分類(lèi)??為：線(xiàn)性裝置（加州大學(xué)洛杉璣分校的ＬＣＤ裝置（Ｓｔｅｎｚｅｌ?ａｎｄ?Ｇｅｋｅｌｍａｎ，１９７９，??圖１．２），洛斯阿莫斯實(shí)驗(yàn)室的ＲＳＸ裝置（Ｆｕｍｏ?ｅｔ?ａｌ．，２００３）等）、球馬克裝置（普??林斯....

圖1.‘幾tshc改模型示意圖(來(lái)自~一internal.psfe.mit.edu)

于中心一個(gè)很小的區(qū)域，同時(shí)在電流片兩側(cè)設(shè)置了一對(duì)慢的駐激波，重聯(lián)等離??體不必須經(jīng)過(guò)中心的Ｘ點(diǎn)，而是經(jīng)過(guò)慢激波區(qū)域，磁能由慢激波轉(zhuǎn)化為等離??體內(nèi)能和熱能。在Ｐｅｔｓｃｈｅｋ模型中，擴(kuò)散區(qū)的Ｌ被大大縮小，最大重聯(lián)率為??ａ＿ｘｉ?＝Ｗ８（ｌｎＳ）（?Ｖａｓｙｌｉｕｎａｓ，１９７５....

圖１．７不同模型下磁通量隨時(shí)間的演化（Ｂｉｍｅｔａｌ，２００１）??圖１．８是初態(tài)為無(wú)引導(dǎo)場(chǎng)的反平行重聯(lián)的擴(kuò)散區(qū)結(jié)構(gòu)示意圖

為了研宄廣義歐姆定律各項(xiàng)對(duì)重聯(lián)率的影響，Ｂｉｍ等人（２００１）分別采用電??阻ＭＨＤ、霍爾ＭＨＤ、混合模擬以及全粒子模擬方法對(duì)地球磁尾環(huán)境下的磁場(chǎng)??重聯(lián)進(jìn)行了計(jì)算機(jī)模擬，各種模擬的重聯(lián)率隨時(shí)間演化結(jié)果如圖１．７所示：包含??了霍爾項(xiàng)的后三者，重聯(lián)率的演化過(guò)程基本一致，且與不含霍....

本文編號(hào)：3957411