本文假設(shè)磁化等離子體中存在各向同性的電阻和粘滯耗散機(jī)制,首先理論分析了非線(xiàn)性Alfvén波在二維非均勻密度場(chǎng)和非均勻速度場(chǎng)等離子體中的傳播,并給出了Alfvén波及其激發(fā)的快慢磁聲波的演化方程。我們將LCPFCT算法推廣到多維情況,采用直接時(shí)間積分法求解磁流體力學(xué)方程組,數(shù)值研究了在不同邊界條件下非線(xiàn)性Alfvén波在等離子體中的傳播特性。我們首先研究了一維理想等離子體中的非線(xiàn)性Alfvén波。研究發(fā)現(xiàn)：邊界驅(qū)動(dòng)的弱非線(xiàn)性Alfvén波列激發(fā)出兩種類(lèi)型的縱向運(yùn)動(dòng)：聲波擾動(dòng)和有質(zhì)動(dòng)力擾動(dòng)；并且它們?cè)诟?低β等離子體中有不同的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。在周期邊界條件下,弱非線(xiàn)性Alfvén波激發(fā)出振幅隨時(shí)間周期性變化的縱向運(yùn)動(dòng),其中振幅的調(diào)制頻率與等離子體β相關(guān)。通過(guò)增大驅(qū)動(dòng)波振幅,可以加強(qiáng)Alfvén波的非線(xiàn)性效應(yīng)。在強(qiáng)非線(xiàn)性情況下,邊界驅(qū)動(dòng)的Alfvén波列在傳播過(guò)程中逐漸變陡峭并形成激波；并因激波所在位置出現(xiàn)的強(qiáng)電流片而逐漸耗散。在周期邊界條件下,我們發(fā)現(xiàn)Alfvén波在耗散過(guò)程中通過(guò)Loréntz力做功將能量轉(zhuǎn)化成等離子體熱能,從而加熱等離子體。除增大驅(qū)動(dòng)波振幅外,還可以通過(guò)共振的方法激發(fā)出強(qiáng)非線(xiàn)... 

【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)】：128 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１等離／？體分類(lèi)［３］??很多

１?１０＊?；ｎ＂?＂：。?．１０＂／?化＂??圖１．１等離／？體分類(lèi)［３］??很多。要使這類(lèi)集體運(yùn)動(dòng)得＾；１顯示，需要等離子體存在的時(shí)間尺度也應(yīng)該比??長(zhǎng)很多。因此，只是等離子體存在特征時(shí)間尺度的下限。同時(shí)，Ｄｅｂｙｅ半徑??Ａｄ可＾＞１看成是等離子體中電中性條件成立的最小空間尺度，而等離子體振蕩屬??期可看成是電中性條件成立的最小時(shí)間尺度。??等離子體參量依賴(lài)于兩類(lèi)更基本的物理曼。一類(lèi)是粒子特性的物埋常數(shù)：電??子、離子質(zhì)豈ｍｅ、ｍ．ｉ；電子、離子電荷－ｅ、ｚ，ｅ；另一類(lèi)是體系的宏觀狀態(tài)量：??電子、離子數(shù)密度ｎ．ｅ、ｎ，；電子、寓子溫度７；、Ｔ：。固體、液體、氣體王態(tài)僅僅??存在于低溫高密度的參數(shù)區(qū)域，而等離子體存在的參數(shù)范圍非常寬廣：粒子數(shù)密??度可ａ從１爐ｍ－３到１０３３ｍ－３，跨越３０個(gè)數(shù)量級(jí)；溫度可ＵＵＵＯ－ｉｆＶ娶ｊ?ｌ〇６Ｗ，??跨越７個(gè)數(shù)呈級(jí)�？桑嵯胂螅寒�(dāng)?shù)入x子體的密度溫度不同時(shí)

圖３．１二維數(shù)值模擬區(qū)域瑪喀示意亟。陰影部分方保護(hù)單荒格。??扔于邊界疆動(dòng)Ａｌｆｖ細(xì)波．Ｊ方向上取自由邊界條件：ｇ?Ｌ＝〇二０，黨；Ｔ＝化二０Ｉ??如，Ｊ二柄Ｊ，如Ｖｘ＋Ｉ，ｊ?＝心山ｊ，?片６７／方向上左邊界速度取??誓！?＝?０，?Ｖｙ?（ｘ，?０，?ｔ）?＝?０，?（ｘ，?０，ｔ）?＝?Ａ?ｓｉｎ?｛ｕｊｔ），?（３．６８＾?ｌｙ＝ｏ??中Ａ為振幅，ｗ為頻率。左邊界其它最１＾＾及右邊界所有霞都取自由邊界條件：Ａ，ｉ｛ｐＶｘ）ｉ，ｌ??０??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Magnetohydrodynamics （MHD） numerical simulations on the interaction of the solar wind with the magnetosphere: A review[J]. WANG Chi,GUO XiaoCheng,PENG Zhong,TANG BinBin,SUN TianRan,LI WenYa,HU YouQiu.  Science China（Earth Sciences）. 2013(07)



本文編號(hào)：3414013