无晨昏电场下带电粒子在中性片磁场中运动的周期轨

为了描述无晨昏电场情况下带电粒子在中性片磁场非小扰动区中运动的动力学特征,建立了一个非线性的动力学系统.运用Mawhin重合度理论探讨了一类非线性问题的周期解,然后将其应用于无晨昏电场情况下带电粒子在远磁尾中性片磁场非小扰动区中运动的动力学模型的周期解问题的研究,得出了带电粒子在初始位置逐渐远离中性片运动过程中存在周期轨的结果.在此基础上,还可以进一步探讨该模型同宿轨等其它动力学行为的存在性问题.     

再论高温超导体的E-j关系

对高温超导体磁弛豫尚未达到平衡态和达到平衡态的情况,考虑了磁通热激活的正、反向跃迁(反向跃迁即为从低势能向高势能跃迁),在Bean模型下,严格求解了外加磁场与外加电流时的高温超导板的E-j关系.理论指出电流产生的磁场方向与外加磁场方向相同的板的一侧lnE-lnj只有正曲率;相反的一侧在特定的磁场范围lnE-lnj在同一条曲线上可以呈现正、负曲率,并给以理论证明.还讨论了出现正、负曲率对临界电流密度、外加磁场和温度的要求.     

2000年7月15~16日磁暴期间高纬地磁场的响应

根据IMAGE台链的地磁资料, 对2000年7月15~16日磁暴期间高纬电离层等效电流和极光带电集流进行了分析. 结果表明在磁暴期间, 高纬地区出现大尺度等效电流的涡旋结构, 午后一侧的电流涡可能对应行星际磁场北向时NBZ场向电流、Ⅰ区和Ⅱ区场向电流共同作用形成的4涡等离子体对流的图像. 当行星际磁场转南后, 电离层恢复双涡对流, 因此在清晨一侧仅可观测到单涡的等效电流体系. Harang不连续带出现在IMAGE台链磁当地时子夜之前, 从高纬到低纬该不连续带内电流流向的结构为西向-东向-西向. 磁暴初相期间, 东向电集流的中心所处纬度往低纬迁移, 在修正地磁坐标系(CGM)中, 其最低到达58~59°纬度. 主相开始后西向电集流迅速增强, 其电流中心到达、甚至超过观测台链的最南端(56.45°).     

太阳耀斑核块中的电流

本文利用1980年4月6日AR2372活动区中1B/M1级耀斑的高分辨H_α偏带单色像和真正同时性观测的向量磁场资料,研究了耀斑核块在闪相期间的发展及其与磁图和纵向电流图中特征的关系,得到了如下主要结论: 1.发生于20:53UT的耀斑开始由5个核块组成,这些核块不断增亮,于21:00UT同时达到极大,然而它们的寿命并不相同(图2). 2.耀斑起始核块处在磁场中性线附近,对应于Hagyard等所定义和计算的最大剪切区域(图3). 3.耀斑起始核块的位置与Krall等所计算的纵向电流密度极大位置一致(图4). 4.耀斑前夕和耀斑期间的活动区磁场是高度剪切的.自开始至耀斑极大期间,纵向磁场B_∥和横向磁场B_⊥均未发生实质性变化. 5.1980年4月6—7日,AR2372活动区中至少存在10个联结不同磁极性的H_α环系(图5).其中4个位于比较活动的南部区域.这4个H_α环系的位形与Machado等从X光观测推测出的环系一致.     

磁弹性耦合效应引起的铁磁直杆磁场中振动频率的改变

基于磁弹性广义变分原理和Hamilton原理,对处于外加磁场中的软铁磁体,建立了磁弹性动力学理论模型．分别通过关于铁磁杆磁标势和弹性位移的变分运算,获得了包含磁场和弹性变形的所有基本方程,并给出描述磁弹性耦合作用的磁体力和磁面力．采用摄动技术和Galerkin方法,将所建立的磁弹性理论模型用于外加磁场中铁磁直杆的振动分析．结果表明,由于磁弹性耦合效应,外加磁场将对铁磁杆的振动频率产生影响:当铁磁杆的振动位移沿着磁场方向时,其频率减小并出现磁弹性屈曲失稳;当铁磁杆的振动位移垂直于磁场方向时,其频率将会增大．理论模型能够很好地解释已有实验观测的振动频率改变现象．     

日冕物质抛射的大尺度磁场结构

基于对一组初发于可见日面的日冕物质抛射的源区研究, 证认两类太阳大尺度磁场结构, 指出这些大尺度磁场结构是太阳磁场的内禀分量, 它们的不稳定性、向外膨胀和抛入行星际空间的过程, 是导致日冕物质抛射的基本过程. 这两类大尺度太阳磁场结构是联结太阳南北半球两个活动带的巨磁环和巨暗条(暗条通道)及与之相关的磁场结构. 后者在光球全日面磁图和综合磁图上, 表现为排成两列的相反极性的黑子或谱斑磁场, 其磁场极性反变线(磁中性线)的长度一般超过50日面度. 把后一类大尺度磁场结构称为“超级A结构”. 它们有时表现为巨暗条及相关的大尺度磁场. 由于这类大尺度磁场结构尺度大, 向日冕延伸到很高的高度, 在通常以研究耀斑等活动区尺度现象为目标的太阳磁场观测中难以证认. 证认这些大尺度磁场结构, 成为理解日冕物质抛射产生的物理机制和预报日冕物质抛射的关键.     

磁尾中性片处一种反常电阻机制

本文在平板模型近似下探讨了磁尾中性片非绝热离子逆磁漂移不稳定性及其反常电阻。该不稳定性是由非绝热离子逆磁漂移激发的,非绝热离子的轨道漂移共振大大增强了不稳定性强度。相应的反常电阻率为10⁴(Q·m)量级,与触发磁尾磁场重联所需电阻值相近。     

磁流体动力学方程组的稳定磁场-电流有限元格式

本文讨论时间相关磁流体动力学(MHD)系统的保结构稳定有限元离散.利用有限元de Rham复形离散电磁场变量,可以精确而自然地保持磁场Gauss定律和法向连续性等关键的物理结构,以及保持不同物理量之间的内蕴关系.另一方面,MHD中非线性耦合的特性为数值方法的设计带来了与线性Maxwell方程不同的困难和挑战,为此,本文讨论基于磁场-电流的数值格式,给出能量稳定的Picard线性化,在加权范数下证明其适定性.非线性项在能量估计中相消的关键结构对于验证格式的适定性也至关重要.     

矩形铁磁板的磁弹性弯曲与稳定性

本文对于在外加磁场中的矩形软铁磁弹性板的磁弹性弯曲现象进行了定量模拟;建立了能反映磁弹性相互耦合作用的数值计算程序;揭示了铁磁板弯曲变形与磁(场)力的非线性特征关系,并据此讨论了磁弹性失稳临界磁场随倾斜角变化的规律.     

磁层顶边界区磁场对涡旋流场的响应和重联

经典的磁场重联理论和近十年来的数值模拟研究,都只是考虑垂直于磁力线的流场对重联的驱动作用。我们提出了一种产生磁场重联的新机制,即切变流场形成的大尺度涡旋,可以形成磁岛和中性X线。本文建立了一个涡旋流场产生磁场重联的运动学模式,计算结果证实了上述的论点。对这种磁场重联机制的一些基本特性进行了讨论,结果表明。这种重联机制可用来解释在向阳面磁顶区观测到的某些局部重联现象,例如磁通量传输事件(FTE)。