磁场重联中等离子体动力学的混合模拟研究

摘要

该文应用二维三分量混合模拟方法.数值研究了磁场重联对空间等离子体的影响,重点研究了对粒子的加速问题.计算发现,磁场重联在导致离子加热的同时,会沿磁场方向将少部分重联区离子加到很高的速度(2.0 VA左右),从而使得离子速度分布函数偏离Maxwell分布,形成球壳或部分球壳状分布,而这种分布函数又根据所处的位置可以构成不同的分布类型.进一步考察重联中离子轨道可以发现,在重联区中出流的粒子中,有一部分被磁镜捕获,其回旋半径大于重联区宽度,并构成整个流体速度的低速部分.另外,在X中性点附近进入重联区的粒子沿磁力线向出流区以三种形式漂移,分别为:沿磁力线逃逸、捕获在磁镜中随流体运动、横越磁力线漂移,其比例分别为约70﹪,20﹪,10﹪.

目录

文摘

英文文摘

致谢

第一章、引言

§1.1磁场重联简介

§1.2混合模拟简介

§1.3磁场重联中离子的动力学响应

§1.4磁场重联中的电子加速

第二章、混合模拟算法

§2.1物理模型

§2.2核心算法

§2.3初始、边界条件和参数确定

第三章、磁场重联中离子的动力学响应

§3.1磁场重联中宏观量的演化

§3.2出流区粒子速度分布函数的演化

§3.3磁场重联中离子的非热加速

§3.4磁场重联中离子轨道的研究

§3.5小结

第四章、磁场重联中的电子加速问题

§4.1试验电子算法

§4.2试验电子的加速及其加速区

§4.3高速电子的运动和加速机制

第五章、结论和讨论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文