对地磁发电机理论的反思与天体磁场研究展望

由地球磁场的基本特征和电磁场理论,证明了流体外核不可能产生偶极磁场,地磁发电机理论对偶极磁场是无效的.并对地球和天体磁场的研究方向和方法进行了展望:偶极场与核心部分的自组织结构有关,多极子场与外部各层的组织结构或运动状态有关.

地磁发电机模型中初始弱外场成因机制的探讨

本文根据膨胀宇宙中宇宙学原理的局部表述图象和引力不稳定条件,建立了太阳系的双星云盘起源模式和地球的形成图象,重现了地球的形成过程。据此,描述了地球磁场的演化过程,着重解释了地磁发电机理论中初始弱外场的成因机制。

外核黏性对地磁场发电机数值模型的影响

地磁场发电机过程由数学方程组和输入参数所控制.为研究发电机参数对系统的影响,本文使用MoSST模型模拟了在外核黏性ν变化下发电机模型的输出.通过使用跨越近3个量级的ν值,着重研究了各物理场及其典型尺度随黏性的变化.发现黏性变化显著影响流场;磁场随ν增加而近乎单调减小,但变化幅度不超过30%;温度扰动随ν增加而小幅(6%)单调增加.经过拟合,得到外核流速u和黏性ν的比例关系:u~ν0.49.流速随黏性增加的现象本质上是由于黏性增加打破了Taylor-Proudman约束,使得临界Rayleigh数减小,从而在相同的驱动力下带来了流速的增加.此外,作用力平衡分析发现,随着ν的变化,系统在几种平衡模式间切换.通过与之前比例关系的研究对比,本研究支持在一定范围内,磁场与黏性关系不大的结论;但反对流速与外核黏性无关的假设.

地磁场发电机数值模拟综述

简要综述地磁场发电机模型,包括控制方程组、无量纲方案、初始条件边界条件、数值方法和标度律等,并以MoSST模型为例,展示地磁场发电机的数值计算结果。虽然地磁场发电机的数值模拟还存在很多问题和挑战,但它仍是研究地磁场不可或缺的方法。随着计算能力的不断提升,地磁场发电机的数值模拟将会取得更大的进展,为理解地磁场提供有力的支持。

地磁场发电机Rossler模型的混沌分析与数值仿真

本文根据混沌理论分析方法,讨论了地磁场发电机Rossler模型的产生混沌现象的参数值,并据此进行数值仿真。讨论了Rossler模型的耗散性以及吸引子的存在性;系统的平衡点及其在给定参数值下的局部稳定性;利用MATLAB进行数值仿真作图,从分岔图、最大Lyapnov指数图、吸引子图等各个指标说明结论的正确性。