非均勻等離子體中的低雜漂移波的研究.pdf

1、在電流片中能夠激發(fā)各種微觀不穩(wěn)定性，這些微觀不穩(wěn)定性可能導(dǎo)致的反常電阻在無碰撞等離子體的磁重聯(lián)初始發(fā)生階段起著重要的作用。特別是低雜漂移波不穩(wěn)定性被廣泛的認(rèn)為是最有可能產(chǎn)生反常電阻的源。另外實(shí)驗(yàn)上也測量到了磁重聯(lián)時(shí)低雜漂移波的存在，并發(fā)現(xiàn)它對磁重聯(lián)有重要影響。然而關(guān)于低雜漂移波對磁場重聯(lián)貢獻(xiàn)的整個物理內(nèi)涵的理解仍然不是很清楚。
　　 本文主要運(yùn)用動理學(xué)理論研究含有多種離子成份等離子體電流片中的線性低雜漂移波不穩(wěn)定性以及利用雙流體

2、理論研究非均勻等離子體中的非線性低雜漂移波，討論電流片位形以及多種粒子成分對低雜漂移波的影響，主要有以下六個方面的內(nèi)容：
　　 1、概述電流片中微觀不穩(wěn)定性的重要性、研究進(jìn)展以及近期研究熱點(diǎn)，重點(diǎn)介紹了低雜漂移波不穩(wěn)定性的理論和實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)展。
　　 2、在局域近似下利用動理學(xué)理論去研究三粒子成份Harris電流片中的低雜漂移不穩(wěn)定性。首先由0階Vlasov方程和安培方程得到三成分粒子的Harris電流片位形；然后在局域近

3、似下得到含負(fù)離子的Harris電流片中的線性低雜漂移模的色散關(guān)系，對其數(shù)值求解發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)隨著負(fù)離子密度的增加，增長率增加，實(shí)頻減小，另外這支波只能在很小的kz范圍內(nèi)會不穩(wěn)定，即幾乎垂直磁場傳播。
　　 3、針對空間觀測表明磁重聯(lián)、磁層亞爆發(fā)生時(shí)電流片中O+含量很大甚至能占主導(dǎo)地位這一事實(shí)，利用非局域動理學(xué)理論研究含O+電流片中的低雜漂移模，發(fā)現(xiàn)最快增長的低雜漂移模的增長率隨O+密度和溫度的變化都是非單調(diào)的，增長率隨O+密度和溫度的

4、增加會出現(xiàn)一個最小值。
　　 4、利用動理學(xué)理論對Kappa分布電流片中的中間波段(ky√ρeρi～1)的線性低雜漂移波不穩(wěn)定性進(jìn)行研究。從線性的Vlasov-Maxwell方程組得到含微積分的本征值方程，并利用本征函數(shù)的有限元展開去求解，結(jié)果表明Kappa分布電流片中心區(qū)的不穩(wěn)定的低雜漂移波模具有對稱性和電磁擾動，同時(shí)熱離子的引入(即k值的減小)減小了最快增長的低雜漂移模的增長率并修正這支模的結(jié)構(gòu)。
　　 5、運(yùn)用動理

5、學(xué)理論研究含引導(dǎo)場等離子體中的線性低雜漂移模，發(fā)現(xiàn)引導(dǎo)場(-B)y的存在導(dǎo)致了本征模(本征函數(shù))和擾動磁場原本存在的奇偶對稱性被破壞。另外，引導(dǎo)場的存在增加了增長率、本征模幅度尤其是(-A)z分量幅度和低雜漂移模的電磁分量。
　　 6、利用雙流體理論研究非均勻等離子中的非線性低雜漂移孤立波，采用漂移近似得到電子速度，并結(jié)合準(zhǔn)中性條件得到描述非線性低雜漂移孤立波的Kdv方程，結(jié)果表明隨著電子溫度(密度)越來越不均勻，孤子的幅度和寬