载流有界等离子体柱中的剪切阿尔芬波涡旋

本文采用二流体方程组，研究低β（ｍｅ／ｍｉ＜＜β＜＜１）载流有界等离子体柱中的非线性剪切阿尔芬波，求得一类新的电磁涡旋解。在这类解中，扰动电场和扰动磁场的局域结构由单极部分和多极部分组成，而扰动密度是多极涡旋结构。这些相干结构以一定的角速度整体地绕等离子体柱轴运动。对于本文所取的参数，平衡电流对扰动电磁场和密度的涡旋结构无影响。

JET装置运行条件下的阿尔芬波特性研究

JET装置运行在先进托卡马克区域,在先进托卡马克区域内存在着负磁剪切,s<0(s=rdq/dr),在正剪切和负磁剪切下理论上都发现了约束在α(α=-q2Rdβ/dr)引发气球模驱动的势β里的离散阿尔芬本征模(αTAE)。q是安全因子,β是等离子体压力与磁压力之比,R和r分别代表托卡马克的大半径和小半径。这些模式的耗散率都很小,很容易被高能量粒子激发成不稳定性模式。在现行的大型托卡马克(如:DⅢ-D,JET,JT-60U)中实验上已经观察到了许多阿尔芬现象,这种离散阿尔芬本征模式是一种去理解这些实验现象的潜在物理机制。

载流磁化等离子体中剪切阿尔芬涡旋

研究低β_■(0<β_■《m_c/m_i)载流磁化等离子体中非线性剪切阿尔芬波,导出了描述非线性剪切阿尔芬波的方程组,求出该方程组的阿尔芬涡旋(Vortex)解。该解属于本性电磁涡旋,扰动势在远离涡旋中心处按1/r衰减。对结果的分析表明,载流等离子体中涡旋具有新的特点。它除了具有与无电流时涡旋所允许的传播速度区外(u<—αV_A,u>αV_A),还有一个新的传播速度区(0<u<αV_0),对应于一些慢速运动的涡旋,这将可能导致较之无电流时更大的反常输运。

非均匀磁场中的剪切阿尔芬波涡旋

本文研究非均匀磁场中非线性剪切阿尔芬波。研究表明，在非均匀磁场情况下，阿尔芬波通过自相互作用也可以形成局域涡旋结构。磁场的非均匀性将导致传播区的展宽。

2007年3月3日长时间持续Pc5 ULF波的多点联合观测分析

2007年3月3日位于磁层昏侧THEMIS的5颗卫星、同步轨道晨侧和午前的GOES 3颗卫星和地面地磁台站同时观测到了持续近4h的Pc5ULF波.我们用交叉小波相关分析计算脉动的传播速度,用MVA分析求解脉动的传播方向,然后结合两者的计算结果获得了Pc5相速度矢量信息.THEMIS卫星观测到Pc5具有压缩特性,且向阳传播,速度约在6～20km/s左右,相比于磁层中阿尔芬速度(1000km/s)较低.这些Pc5ULF波动可能产生于磁尾或磁层内部不稳定性.GOES 3颗卫星观测到不同情况的Pc5ULF波,极向模占主要成分,且具有波包结构,具有阿尔芬驻波特性,可能产生于K-H(Kelvin-Helmholtz)不稳定性.地面台站观测到ULF波扰动幅度随纬度升高而增强,Pc5脉动在地理纬度60°附近达到最大值,Dumont durville台站观测到的脉动与THEMIS观测到波形有很好的相似性.

基于EEMD和TDIC识别太阳风中的Alfvén波

Alfvén波在太阳风中广泛存在,对研究日冕加热和太阳风加速问题有着重要作用。本文依据Alfvén波速度扰动和磁场扰动的高度相关特性,引入集合经验模态分解(EEMD)和基于时间的内在相关性(TDIC)技术,采用Walén检验来对1AU处的单卫星资料进行处理分析。实验证明,新方法不但能获得随时间变化的de Hoffman-Teller参照系,且能通过本征模重构自适应地滤波,从而达到提高检测结果精度的目的。