太阳色球的速度切向间断面

光球(5324)和色球(4861)速度场和磁场数据显示了色球中速度切向间断面的特性。本文具体地分析了怀柔编号88029的太阳活动区及其周围的速度场。观测揭示了大量磁流体力学间断面,主要是切向间断。计算的间断层厚度及不稳定性发展时间与观测结果相符。由于磁场与等离子体运动密切地耦合,流场的变化将直接影响活动区的发展和演变。     

太阳23周活动上升期磁场剪切角的统计分布

利用国家天文台怀柔太阳观测站太阳活动区矢量磁场资料, 计算了太阳23周活动上升期(1996~2000年)活动区的磁场剪切角. 结果表明, 磁场剪切角的统计分布近似为Gauss分布, 在北半球负的剪切角占优势, 南半球正的剪切角占优势, 存在与磁场无力因子α 和电流螺度相似的南北半球符号的反对称性.     

太阳宇宙线传播方程的量纲分析解

本文应用量纲分析法,求出太阳宇宙线在均匀、无限行星际空间中各向异性扩散对流方程的解析解,联系空间及地面观测资料,并利用根据行星际磁场功率谱定出的Jokipii扩散系数,讨论了中等能量以上的太阳宇宙线的主要传播特性,并对传播改正问题作了初步的探讨。     

日冕扰动传播的数值模拟

本文应用一种新的磁流体力学模式和球坐标中的Euler全隐式计算格式,重新考察了太阳日冕扰动的传播特征。为了模拟太阳大气的磁场结构,文中采用解析和数值相结合的方法,得出了溪流状的磁场位形。在这种磁场模式下,我们讨论了太阳表面赤道附近冷物质径向喷射所引起的日冕动力学响应和伴随的物理过程,揭示了一些很有意义的物理现象。这些结果可以解释日珥的形成及伴随的日冕瞬变。     

太阳风中的大尺度涡旋波

本文中提出,行星际磁场的扇形结构可能是由赤道面上的大尺度涡旋波引起的.对于太阳偶极子基本磁场来说,行星际空间中赤道面为一中性片,但当有波动形式的扰动时,就可能在赤道面上出现磁场,而在相邻区域磁场呈相反极性,文中证明了存在一种涡旋状的波动,它刚性地随同太阳一起共旋.在不考虑粘滞性和热传导的简单模型下,这种波不衰减,可以稳定地维持.按这种理论,扇形结构不是一种物质流,而是一密度波.本文还定量地估算了这种大尺度涡旋波的波长和倾角,并与人造卫星和飞船的观测资料作了比较,结果表明,两者是比较接近的。     

开闭磁场位形中慢激波的传播 *

用一个二维MHD数值模型 ,数值模拟研究了慢激波在近太阳子午面内开磁场和闭磁场中的传播 .结果表明 :开磁场中的慢激波可以保持其慢激波的特性传向行星际空间 ,但闭场中的慢激波在通过盔形电流片向开放形磁场传播时可以转化为中间激波 .     

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.     

太阳极区矢量磁场研究 *

1997年4月12日 ,利用怀柔太阳观测站视频磁象仪的“深积分”观测模式 ,系统地测量了处于太阳活动极小年的极区矢量磁场 .研究发现 :极区磁场的方向偏离太阳表面的法线方向约40 .2°± 3.2° ;较强的磁元通常具有较小的偏离 ;在高于南纬5 0°的极冠区 ,总磁通量密度及净磁通量密度分别为7.8× 1 0 ^-4 T和 - 3.4× 1 0 ^-4T ;相应的总、净磁通量分别为 5 .5× 1 0 ¹⁴ Wb和 - 2 .5× 1 0 ¹⁴ Wb ;属于太阳大尺度磁场的这部分净磁通量 ,与在离太阳一个天文单位处测到的行星际磁场 (IMF)的量级是大致相等的 .     

太阳低层大气中的磁重联

向量磁场的观测,为确定太阳活动区的磁场拓扑,提供了决定性的约束,从而,为证认可能的物理过程,提供了观测基础,从向量磁场观测和理论探讨两方面证实,由视向磁图观测发现的磁对消现象,反映了两个独立的磁环系统的相互作用,主要是发生在太阳低层大气的磁重联过程,这一重联过程可能通过向上层大气输运磁通量和磁螺度,影响上层大气的磁活动,并可能导致日冕内的快重联,提供太阳耀斑所需的能量.     

水平环状日珥的静力学平衡

北京天文台曾于1980年观测到了罕见的环平面与太阳表面平行的完全闭合的环状日珥,其特征寿命约1—2天。本文讨论了这种水平等离子体环在磁力、重力和压力同时作用下的静力学平衡问题。在轴对称矩形截面假定下建立方程组,采用闭合磁场边值,得到零阶磁场(无力场)和密度(压力)解,进一步求得了零阶磁场和密度以及一阶磁场的一个本征解,从而给出水平闭合环状日珥中的一种可能的磁场和密度分布。本文得到的环状日珥的闭合式磁场结构与外界日冕磁场的力线不连通,有助于说明日珥与日冕之间的巨大温度差别。     

太阳射电爆发的非线性相对定标方法与数据处理

太阳耀斑和日冕物质抛射等爆发现象中的能量突然释放与转换过程和高能粒子加速过程, 是太阳物理乃至天体物理中最富挑战性的一个基本问题. 目前对日冕能量释放源区的磁场和等离子体参数尚无直接测量的方法. 在一定的辐射机制和传播过程假设下, 射电方法是诊断日冕磁场的几乎惟一手段. 我国新近完成的太阳射电宽带动态频谱仪具有优于当前国外同类设备的高时间和高频率分辨率, 从而在23周峰年研究中发挥了重要作用. 但对于大爆发事件, 有时会出现仪器饱和现象. 必须采取特殊处理, 以消除仪器效应或干扰的影响. 针对太阳射电动态频谱仪的特点, 提出了一种非线性定标的方法处理仪器饱和效应, 采取了信号的动态范围调整方法, 提出通道归一化处理方法进行图像增强. 最后应用小波方法以消除干扰的影响. 以著名的2000年7月14日重大日地活动事件为例进行分析, 展现了上述方法的可行性与正确性. 该方法也可应用于其他问题.     

太阳磁场的剪切储能机制

本文通过数值模拟方法求解完整的磁流体动力学方程组,研究太阳大气中磁场位形的动力学演化过程,从而论证了太阳磁场的剪切储能机制。计算模拟得到的拱形偶极势场平衡位形与观测一致,计算结果给出了太阳大气中非线性流场和非线性磁场的动力学演化的定量关系。经历一天时间,太阳局部活动区中可以储存3.69×10²⁵J的磁能。太阳磁场剪切储存的磁能可以作为太阳耀斑的能源。磁场剪切储能机制也适用于太阳大气中活动区的缓变现象。     

强磁场对吸积中子星壳层中电子俘获反应的影响

本文通过考虑强磁场中电子的量子效应,讨论了强磁场对电子气体的Fermi能的影响,推导了在强磁场下吸积中子星壳层中的电子俘获反应率,并与无磁场情形进行了比较.作为例子,本文计算和分析了~3He在强磁场中的电子俘获反应.对于满足能量条件的电子俘获,在足够强的磁场和低密度的情形下(只有一个Landau能级),由于磁场的存在,反应会显著变慢;当磁场不太强或者密度较大时,磁场对反应几乎没有影响.     

非均匀磁场对空间浮区法晶体生长的影响

通过数值计算表明了在空间浮区法晶体生长中利用非均匀磁场抑制自由面附近流体运动,这种局部作用来均匀减弱整体流场的有效性,及通过设计一定的磁场位形以达到减弱熔体流动的同时,提高杂质浓度沿生长界面分布均匀性的可能性,并且初步讨论了非均匀磁场位形设计的基本原则.     

轴对称磁力线管的静力学平衡

轴对称磁力线管具有细长体的位形。在球坐标中,将严格的非线性方程组对极角坐标展开,可得到静力学平衡位形边值问题的级数解。利用这些解,讨论了太阳磁力线管的特性。结果表明,沿磁力线管横向的温度不均匀性,可使磁力线管内的磁场强度增强;磁力线管在光球层底部有收缩的趋势,并向两边扩散;以及磁力线在磁面上有扭转的特征。由于磁力线管的下层是有力场,而上层是无力场,下层磁力线扭转增强时,可使上层无力场横向磁场分量增强,从而提供太阳耀斑所需的能量。最后,还具体地讨论了某些典型的通量管模型。     

流经有热源多孔平板并伴有化学反应的传热传质混合对流MHD流动

对流经无限竖直多孔平板的不可压缩粘性导电流体,稳定的传热传质混合对流MHD流动问题,给出了精确解和数值解.假定均匀磁场横向作用于流动方向,考虑了感应磁场及其能量的粘性和磁性损耗.多孔平板有恒定的吸入速度并均匀地混入流动速度.用摄动技术和数值方法求解控制方程.得到了平板上速度场、温度场、感应磁场、表面摩擦力和传热率的分析表达式.相关参数取不同数值时,用图形表示出问题的数值结果.讨论了从平板到流体的Hartmann数、化学反应参数、磁场的Prandtl数,以及包括速度场、温度场、浓度场和感应磁场等其它参数的影响.可以发现,热源/汇或Eckert数的增大,极大地提高了流体的速度值.x-方向的感应磁场随着Hartmann数、磁场的Prandtl数、热源/汇和粘性耗散的增大而增大.但是,研究表明,随着破坏性化学反应(K0)的增大,流动速度、流体温度和感应磁场将减小.对色谱分析系统和材料加工的磁场控制,该研究在热离子反应堆模型、电磁感应、磁流体动力学传输现象中得到了应用.     

均匀自由流动的非牛顿流体中连续表面上的磁流体动力学流动和热传递

分析在平行自由流动的非牛顿黏弹性导电流体中,连续平展表面移动时的稳态流和热传递特性,该流动处于横向均匀磁场作用下.以二阶流体构建它的本构方程,得到了速度分布和温度断面图的数值结果.讨论了诸如黏弹性参数、磁场参数和Prandtl数等不同物理参数对诸种动量和热传递特性的影响,并给出相关图示.     

各向异性静态电磁场的本征理论

在物理表象的规范空间下研究了静电磁场方程,推导出了一阶模态形式的各向异性介质静电磁场的基本求解方程,从而得到了如下的理论结论:各向同性介质电或磁场为标量场;各向异性介质电或磁场则为失量场,其大小和方向与介质的异性子空间有关.以电各向异性介质为例,具体讨论了各向异性电场的规律.     

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.     

Landau-Lifshitz方程派生的球面锥对称族及其演化

直至2008年,尚未见到讨论同时具有外磁场和各向异性场的多维Landau-Lifshitz方程的显式动态解的文献.当缺少外加磁场或各向异性场时,许多作者曾经尝试过Hirota的著名方法,Lie代数结构与Backlund变换,双线性变换等,但精确解仍然没有构造出来.本文首先给出了一种求解具有外磁场和各向异性场的Landa...