月球表面電場(chǎng)環(huán)境的數(shù)值模擬.pdf

1、本文深入地模擬了月球表面的電場(chǎng)環(huán)境。由于月球表面不同的太空環(huán)境，月球表面形成了多種性質(zhì)不同的鞘層。在同一鞘層中，由于太陽(yáng)光子的入射角度的不同，在月球表面形成的電場(chǎng)環(huán)境也是不同的。
　　月球處于太陽(yáng)風(fēng)的環(huán)境中，如果只考慮這一因素，在其表面會(huì)形成玻姆鞘層。太陽(yáng)風(fēng)中的電子入射到月球表面，會(huì)使月球表面的電勢(shì)為負(fù)。在月球的陽(yáng)面，由于太陽(yáng)光子的入射，月球表面會(huì)產(chǎn)生光電效應(yīng)，發(fā)射出光電子，這樣會(huì)增加月球表面的電勢(shì)。根據(jù)月球所處的不同的太空環(huán)境，

2、本文建立了三種鞘層模型：存在勢(shì)壘的鞘層A；主要由光電子作用，電勢(shì)單調(diào)上升的鞘層B；主要由太陽(yáng)風(fēng)中的電子作用，電勢(shì)單調(diào)下降的鞘層C。在電子和光電子滿足半麥克斯韋速度分布的初始條件下，給出了各個(gè)粒子的密度分布函數(shù)。然后對(duì)每一種鞘層模型進(jìn)行分析推導(dǎo)，得出邊界條件方程，泊松方程以及電場(chǎng)的表達(dá)式。
　　鞘層模型中的有些參數(shù)是未知的，需要通過(guò)邊界方程進(jìn)行求解。在得出所有的參數(shù)后可以通過(guò)龍格-庫(kù)塔法對(duì)泊松方程進(jìn)行求解，得到表面的電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)，

3、以及在不同位置不同離子的密度。由于太陽(yáng)光子入射到月球的表面的角度是不斷變化的，我們通過(guò)改變?cè)谠虑虮砻娴墓怆娮拥拿芏葋?lái)比較分析月球表面的電場(chǎng)環(huán)境。通過(guò)數(shù)值模擬和結(jié)果分析，我們認(rèn)為在月球的夜面形成的是鞘層C，太陽(yáng)光子入射到月球的表面的角度對(duì)鞘層C的電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)都會(huì)產(chǎn)生比較大的影響。在月球的陽(yáng)面，鞘層A、B和C都有可能形成。在光電子密度比較小的時(shí)候會(huì)形成鞘層C，在光電子密度變大時(shí)既可以形成鞘層A，又可以形成鞘層B。在引入勢(shì)能判斷法之后就可以