空間等離子體中的靜電孤立波的二維粒子模擬研究.pdf

1、在近二三十年的空間觀測(cè)中，靜電孤立波在地球的空間等離子體環(huán)境中被普遍地發(fā)現(xiàn)。本文利用二維靜電模擬程序研究了靜電孤立波的形成與演化及其影響因素，等離子體系統(tǒng)由兩電子束流和一離子束流構(gòu)成，系統(tǒng)內(nèi)有一穩(wěn)恒磁場(chǎng)。 靜電孤立波的演化經(jīng)歷了三個(gè)階段，依次是電場(chǎng)能量的線性增長(zhǎng)期、非線性衰減期和飽和平衡期。在線性增長(zhǎng)期，系統(tǒng)的自由能迅速釋放從而使電場(chǎng)能量迅速增長(zhǎng)，系統(tǒng)中形成一系列較強(qiáng)的靜電波。當(dāng)電場(chǎng)能量達(dá)到最大值后，電場(chǎng)能量開(kāi)始非線性衰減，在線

2、性增長(zhǎng)期形成的相鄰的靜電波不斷合并，最后在系統(tǒng)中形成幾個(gè)靜電孤立波。電場(chǎng)能量衰減到一定程度后進(jìn)入飽和平衡期，在此期間，靜電哨聲波被激發(fā)而靜電孤立波不斷瓦解消失。 系統(tǒng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)靜電孤立波形成和演化的影響比較大。當(dāng)磁場(chǎng)比較小時(shí)，靜電孤立波無(wú)法形成，只有當(dāng)磁場(chǎng)足夠強(qiáng)時(shí)靜電孤立波才能形成。當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到足以形成靜電孤立波的程度后，磁場(chǎng)強(qiáng)度的大小對(duì)后期形成的靜電哨聲波影響比較大。磁場(chǎng)較強(qiáng)時(shí)，靜電哨聲波也較強(qiáng)并對(duì)靜電孤立波有較大的影響。