在不同的剪下流下的磁重聯的動力學過程

《在不同的剪下流下的磁重聯的動力學過程》是依託浙江大學，由馬志為擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：在不同的剪下流下的磁重聯的動力學過程
• 依託單位：浙江大學
• 項目負責人：馬志為
• 項目類別：面上項目

項目摘要

在空間與實驗室電漿中通常同時存磁場和速度流的剪下。磁場和速度流的剪下將可能分別引起撕裂模不穩定性（磁重聯）和Kelvin-Helmholtz不穩定性。這兩種剪下場將會對這兩種不穩定性產生嚴重的影響。早期的研究結果表明：當剪下速度小於局地的阿爾芬速度時，剪下流對磁重聯的發展在非線性階段具有抑制作用；而剪下速度大於局地的阿爾芬速度時，在非線性階段剪下流使磁重聯的發展明顯加塊。最近我們研究發現當剪下速度小於局地的阿爾芬速度時，剪下流對磁重聯的發展在非線性階段並不一定是抑制作用，同樣可以加速磁重聯的發展。本項目將利用二維三維Hall MHD和粒子（PIC）模擬進一步深入研究不同的剪下流對磁重聯的動力學過程的影響。希望通過此研究的開展揭示在不同的剪下流條件下Hall效應和粒子的動理學效應對磁重聯的不同發展階段的影響。

結題摘要

在空間與實驗室電漿中通常同時存磁場和速度流的剪下。磁場和速度流的剪下將可能分別引起撕裂模不穩定性（磁重聯）和Kelvin-Helmholtz 不穩定性。這兩種剪下場將會對這兩種不穩定性產生嚴重的影響。早期的研究結果表明：當剪下速度小於局地的阿爾芬速度時，剪下流對磁重聯的發展在非線性階段具有抑制作用；而剪下速度大於局地的阿爾芬速度時，在非線性階段剪下流使磁重聯的發展明顯加塊。本項目利用Hall MHD模擬對不同的剪下流對磁重聯的動力學過程的影響進行了深入研究，發現當剪下速度小於局地的阿爾芬速度時，剪下流對磁重聯是否起抑制或者加速作用，主要起決於剪下流的剪下強度。另外還發現當考慮電漿可壓縮性時，亞阿爾芬剪下流可以導致在入流區產生一對或兩對慢激波，此慢激波制抑剪下流對磁重聯加速作用。而當剪下速度大於局地的阿爾芬速度時，這個超阿爾芬剪下流對磁重聯的發展在非線性階段可能不僅不能加速磁重聯反而導致磁重聯速度減慢，這主要是由於在入流區形成阿爾芬共振層。當阿爾芬共振層靠近磁場重聯區時，磁場重聯就會被抑制。