空间等离子体中哨声波特性研究

空间等离子体中哨声波特性研究

论文摘要

哨声波广泛存在于太阳风、行星际激波和地球空间等离子体中,在辐射带电子加速和沉降、太阳风中高能电子加速以及快速磁重联过程中起着重要作用。哨声波特性研究虽已经开展了很多工作,但哨声波理论还不够完善,已有的理论也不足以分析和解释哨声波观测。本文利用动理论和磁流体理论完整地考察了磁声-哨声波模(M/W波模,其小传播角高频分支对应哨声波)色散关系和电磁响应特性,详细地对比了动理论和磁流体理论下的研究结果,给出了冷热磁流体理论研究磁声-哨声波模的适用条件,并进一步在磁流体理论下研究了多成分束流等离子体中M/W波模和低频波特性。完整地给出了M/W波的色散面和电磁响应,弱阻尼发生在M/W波模低频分支且传播角为?~0°、60°和90°和高频分支r?~[?cp,300?cp]且传播角?<60°时,为M/W波模观测提供了频率和传播角参考。提出热磁流体理论适用于描述M/W波的色散关系,平行与垂直磁场响应zB/B⊥和电磁响应E/VAB。除近平行低频M/W波模外,热磁流体理论还可用来分析垂直于波矢方向的磁场响应B1/B2,磁螺度?和平行与垂直电场响应Ez/E⊥。冷磁流体理论对于描述磁场响应有优势,即zB/B⊥,B1/B2和?,但会低估斜传播M/W波的频率?和电磁响应E/VAB。此外,冷热磁流体理论都很好地描述了斜传播低频M/W波模的纵向和横向电场响应El/Ep。上述研究结果为选择合适的理论来分析和解释太阳风和行星际激波中观测到的M/W波模提供了参考。He+使得中等和大传播角如?45°和75°传播的M/W波变得不连续,高频段在传播角?5°、45°和75°时是右旋偏振iEy/Ex(29)0。有束流时,最大增长率?出现在波数?pk(29)1区域,实频r?相对无增长率区域较小,电磁场响应E/VAB和Bz/B⊥较大,Ez/E⊥、El/Ep、B1/B2和?较小。?值对有增长率区域色散关系和电磁响应的影响比无增长率区域大。

论文目录

  • 摘要
  • abstract
  • 注释表
  • 第一章 绪论
  •   1.1 论文背景介绍
  •     1.1.1 空间等离子体
  •     1.1.2 地球磁层
  •     1.1.3 太阳风
  •     1.1.4 哨声波
  •   1.2 国内外研究进展
  •   1.3 论文研究意义
  •   1.4 论文主要研究工作及章节安排
  • 第二章 哨声波的理论基础
  •   2.1 磁流体理论
  •   2.2 动理论
  •   2.3 本章小结
  • 第三章 低?等离子体中哨声波特性
  •   3.1 色散关系
  •   3.2 电磁特性
  •   3.3 本章小结
  • 第四章 高?等离子体中哨声波特性
  •   4.1 动理论下哨声波特性
  •     4.1.1 色散关系
  •     4.1.2 电磁特性
  •   4.2 动理论和磁流体理论比较
  •   4.3 本章小结
  • 第五章 多成分束流等离子体中哨声波和低频波特性
  •   5.1 流体模型理论基础
  •   5.2 结果与讨论
  •   5.3 本章小结
  • 第六章 总结与展望
  •   6.1 总结
  •   6.2 展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 在学期间的研究成果及发表的学术论文
  • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 赵翰清

    导师: 黄朝艳,赵金松

    关键词: 哨声波,色散关系,电磁响应关系,动理论,磁流体理论

    来源: 南京航空航天大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

    专业: 地球物理学,航空航天科学与工程

    单位: 南京航空航天大学

    分类号: V419.2;P354

    DOI: 10.27239/d.cnki.gnhhu.2019.001933

    总页数: 67

    文件大小: 7118K

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