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磁层亚暴扩展相的数值模拟

地球物理学报 , 1990,
Abstract: 本文用多步隐格式方法,求解包含电阻的磁流体力学方程组,对磁层亚暴扩展相作数值模拟.计算结果展现了亚暴扩展相期间磁尾变化的主要特征.它表明,球向和尾向等离子体流与准稳态重联有关.等离子体团的尾向喷发,致使中性线尾侧电流片内的密度降低,等离子体片变薄.中性线近地侧的等离子体团朝着地球运动,并合并于地球附近的重联区内.
磁尾等离子体团型结构的数值模拟
杜艰,
空间科学学报 , 2004,
Abstract: 考虑横越磁尾不同区域的数密度与离子温度的分布特点,取宁静磁尾温度、密度呈同样形态的非均匀分布,作为模拟计算的初态,对初始By为不同分布的3个算例作模拟计算.数值结果展示了3类磁结构的演化特征.考察磁尾中性片一个给定点的磁场变化,做出3个算例典型事件的磁场矢端图.它们从另一个侧面展示了磁尾通量绳型等离子体团、具有复杂闭合磁力线位形类似于"闭合环"的等离子体团,以及二维"磁岛"型等离子体团的特点.观测表明,多数磁尾等离子体团为具有强核心场的通量绳结构.通过跟踪一个通量绳型等离子体团的发展,作出等离子体团各方向速度与磁场强度随x演化的曲线.其中,vx与磁场强度|B|在近尾至中尾的计算值与Geotail卫星资料统计分析结果大致相符.此外,与Jin等取初始温度为均匀分布的计算结果相比,本文给出的通量绳型等离子体团,其内温度较高、密度较低,与资料分析结果的偏离也随之减小.
磁场重联中的哨声波与Hall效应
丘琪,
空间科学学报 , 2008,
Abstract: 数值研究Hall电流效应对于重联动力学特征及波动特性的影响.结果表明,具有强Hall效应的算例,重联出流区张角大,重联率高.对于不同Hall效应的算例,应用快速傅里叶变换(FFT),将平面外磁场By分量和(x,z)平面内的速度分量vx,vz位于给定点的时间序列转换为功率谱,并对电场E采用最小方差分析法,确定波的传播方向与偏振特性.研究发现,在强Hall效应的算例中,磁分界线附近存在具有典型特征的哨声波,Hall效应减弱,则波动信号减弱.上述结果表明,Hall电流效应对重联动力学特征具有重要影响,是产生哨声波和快速重联率的关键因素;此外,对于强Hall效应的算例,磁分界线附近哨声波幅度与平面内场向电流Jp间存在正相关关系,它从另一个侧面展示了哨声波与Hall效应间的重要联系.
中性电流片的形成和环形日冕瞬变
胡友秋,
空间科学学报 , 1987,
Abstract: 在双极背景场下,光球层反向磁通量的喷发将会在新老磁场之间形成中性电流片.本文从理想磁流体方程组出发,考虑磁场和日冕等离子体的相互作用,对上述电流片的形成过程进行了数值研究.结果表明,对亚音速喷发,将由里向外形成四个区域:(1)由喷发物质直接形成的低温,高密度日珥,位于最里层;(2)紧挨抛射日珥的低温稀疏区;(3)喷发物质和日冕物质向中性电流片集中形成的高温.高密度物质环;(4)在环的周围,由快磁声波形成的,密度略比日冕背景为高的前鞘区.上述结构与典型的环形日冕瞬变的观测特征相符.由此表明双极背景场下反向磁通量的喷发可能是触发这类瞬变的重要机制.
双带耀斑磁重联过程的数值研究
,胡友秋
空间科学学报 , 1989,
Abstract: 本文用多步隐格式求解包含电阻的磁流体力学方程组,对双带耀斑的主相作数值模拟,清晰地展示了中性片区由撕裂模线性重联向准稳态重联的过渡以及后随耀斑环的产生和等离子体团的喷发过程.对于在能量方程中计及和忽略焦耳加热两种情况,分别作了计算.结果表明,计及焦耳加热时,电流片中等离子体的温度显著增加(是初始温度的2—3倍),但等离子体的运动速度却变化不大.两种情况的计算结果均表明:等离子体的运动速度低于声速,因此不会形成快激波.计及焦耳加热的计算结果显示了两个新的特征:其一是中性片高密度等离子体的受热膨胀,增大了电流片的有效厚度,它使重联速率降低,并逐渐趋于饱和,其二是同时形成上升和沉降等离子体团,后者与耀斑环碰撞,并合并于后随耀斑环内.
非稳态多重X线重联的类型与特征
,宋锦文
地球物理学报 , 1996,
Abstract: 为了进一步认识间歇性多重X线重联的特征,本文分析计算结果,发现入流自边界进入后向两侧发散,沿着x轴(z=0)和出流边界(z=2),压强P和磁场B的分布形态表明这种非稳态重联属快模式扩张型.数值结果还表明,进入扩散区的入流马赫数Mi与磁雷诺数Rm之间基本满足关系式Mi≈1.5Rm-1/2─1.75Rm-1/2,而且等离子体的加速与压强Pt(Pt
准周期性磁结构的形成过程及其特征的数值分析
,周鸿松
地球物理学报 , 1995,
Abstract: 在入流马赫数MA为0.1-0.4范围内,选取不同的入流,逐一考察在可压缩导电介质中磁场重联的类型随磁雷诺数Rm的变化.大量的数值结果表明:在不同入流驱动下,磁雷诺数(Rm)均有临界值存在,如果等离子体系统逐渐趋于稳定的单X线重联;若间歇性的次级撕裂产生了重复出现的磁结构,而且Ma越大产生间歇性次级撕裂的临界值越高,与MA之间基本上符合线性关系.此外还发现,当多重X线重联间歇性地出现时,有关物理量发生准周期性地振荡.
磁尾地向传播等离子体团的模拟研究
杨红昂,
地球物理学报 , 2002,
Abstract: 卫星观测证实了磁尾等离子体团与亚暴活动的相关性,除了具有北-南双极特征的尾向传播等离子体团外,还发现地向传播等离子体团,它们表现为南-北双极中性片事件和南-北双极瓣区讯号.资料分析表明:南-北双极讯号的出现几率远低于北-南双极讯号,并且南-北双极事件主要发生于行星际磁场北向和地磁宁静条件,它们往往与小的孤立的地磁亚暴相关.本文根据地磁宁静时期(IMFBz北向且By≥Bz)越尾电场Ey分量的分布特点,对地向传播等离子体团作模拟研究.两类算例的数值结果展示了通量绳磁结构及具有复杂闭合磁力线位形的等离子体团的基本特征,上述特征与尾向传播的等离子体团类似,与IMP8卫星关于地向传播南-北中性片事件的观测特征大致相符.数值结果还展示了与Schindler示意图相类似的磁力线拓扑位形,在一定程度上为南-北事件出现几率低作出了解释;并且揭示了磁尾中性片内越尾磁场分量By对磁重联发展的抑制作用.本文的模拟研究说明:无论磁尾处于活动时期(IMFBz为南向),还是宁静时期(IMFBz为北向且By≥Bz),磁场重联均是磁尾等离子体加速和加热的通用机制.
驱动重联过程中等离子体团的聚合
,师立勤
地球物理学报 , 1994,
Abstract: 本文对驱动重联过程作了二维可压缩磁流体动力学模拟.对于长的计算域(1:4),在持续入流的作用下形成了双重磁岛结构,这些磁岛在向外运动的过程中不断靠近,逐渐聚合成为一个大的等离子体团,并继续向外运动.这说明在地球磁层顶和磁尾所观测到的大尺度磁结构,很可能是在驱动重联过程中,由较小的等离子体团聚合后形成的.并初步揭示了在空间等离子体中,磁岛的聚合过程难以直接观测的动力学原因.
地球磁尾中不同类型磁结构的磁螺度演化特征
崔海龙,
地球物理学报 , 2002,
Abstract: 在二维三分量MHD数值模拟的基础上,对地球磁尾不同类型磁结构的形成作磁螺度分析.研究表明,对于由晨昏电场产生的磁尾驱动重联过程,通过系统边界输运的磁螺度通量是引起系统总磁螺度变化的直接原因.不同的初始磁螺度密度分布和磁螺度通量输运,可以引起中性片区域磁螺度密度分布的不同演化,从而导致具有不同拓扑位形磁结构的形成.
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