磁层顶涡旋诱发撕裂模不稳定性的二维MHD数值模拟研究——饱和后长时间渐近状态

用二维磁流体力学数值模拟方法,研究了磁层顶边界区剪切流涡旋诱发撕裂模不稳定性饱和后的准定常渐近状态。该渐近态由大尺度涡旋及同心磁岛组成,磁涡旋管与涡管重合。管内流线、磁力线和等涡度线接近互相平行,等离子体密度和电流密度近似为常数。管内磁场的法向分量显示出双极特征。这一特征及管内外密度变化均与卫星对FTE的观测特征相符。磁涡旋管的直径¹R_E,也与观测一致。     

低纬磁层顶的平衡结构

采用了含磁场剪切的新的磁层顶模型,在Vlasov-Maxwell方程组框架下,解析地求得等离子体平衡分布函数,讨论了低纬模型磁层顶的特征。结果表明:(1)低纬磁层顶等离子体平衡分布函数由一个均匀Maxwell分布和两个非均匀的漂移Maxwell分布组成,速度分布中存在以不同速度作横场漂移的“洞”和“鼓包”结构.(2)从磁层顶外侧向内侧密度单调下降.(3)电流分布为一典型电流片结构.(4)在一定温度条件下,磁层顶厚度可以大于离子回旋半径,这些结果适用于行星际磁场北向分量间隔期间低纬磁层顶区.     

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.