三维地球弓激波MHD模拟研究

发布时间：2025-02-10 19:24

　　超声速的太阳风与地球磁层相互作用形成地球弓激波。地球弓激波作为太阳风-磁层-电离层(SMI)耦合系统的一个重要组成部分,对其位型的研究尤为重要。前人对此已经做了很多工作,大多数是基于有限观测数据的经验模型。这些模型或者考虑了声波马赫数、太阳风动压、行星际磁场强度以及磁层顶曲率半径,或者只研究了快磁声马赫数、太阳风动压、行星际磁场强度的影响。 本文在前人工作的基础上,利用磁流体动力学(MHD)全球模拟结果,根据弓激波的跃变条件,判定出MHD全球模拟数据中弓激波的三维位置,建立了一个新的综合考虑了快磁声马赫数、太阳风动压、行星际磁场强度以及磁层顶曲率半径的弓激波三维位型模型。结果表明快磁声波马赫数比声波马赫数更适于描述弓激波位型。我们将新模型和过去的几个常用模式的模拟结果进行了详细的比较,发现新的弓激波全球模型结果可靠,新模型也解决了部分现有模型不能描述弓激波三维位型以及不能描述行星际磁场为0时弓激波日下点距离的问题。在此基础上,系统而具体地分析比较了不同行星际磁场及快磁声马赫数条件下的弓激波位型。主要结果如下： (1)在行星际磁场北向时,随着快磁声马赫数的增大,弓激波日下点距离减小...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1太阳风-磁层示意图

并且有很多种等离子体波可在这里激发，因而磁鞘等离子体和磁场处在不断的起伏状态中图1.1给出了，太阳风、弓激波、磁鞘、磁层之间的示意图。当行星际磁场或者说磁鞘内磁场南向时，与地磁场磁力线反向平行，磁场发2

图2.1相邻的精细化和未精细化块状结构f45lFig.2.1Exampleofneighboringrefinedandunrefinedblocks

Fig.2.1Exampleofneighboringrefinedandunrefinedblocks图2.1详细的说明了块是如何建立。从图2.1中可以看出，相邻的两个块一个被精细化，一个未被精细化。2.3基本参数和计算单位基本参数包括两个方面的参数：电离层（包....

图2.2模拟域2中网格示意图

-60R^<Y<60Re，-60R^<Z<60R^。就网格而H，模拟域1和模拟域2都是立方体网格，如图2.2所示。图2.2模拟域2中网格示意图。红色实线为网格线Fig.2.2Schematicdiagramofgridsinthesimulation....

图2.3单个网格单元示意图

图2.3单个网格单元示意图Fig.2.3Schematicdiagramofthesignalgrid八套数据，其中■&=±2.5,±5,±7.5,±10nr，D，其中&=±5,土lOnr,Dp=l,3,5nPa。模下参量：GSM坐标系中点的坐标（j,r,z度....

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