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日冕加热过程的准线性动理学研究

李峰伟  
【摘要】:日冕层反常的高温自观测到以来,一直备受科学家们的关注,也提出了多种加热机制,但是都不能对其很好的解释。鉴于其对星际空间的天气预报及反常输运现象有重要的现实意义,所以对其的研究还是很有必要的。 本文的研究重点是日冕加热过程的准线性动理学,即低β的质子能被阿尔芬波有效加热的问题,这一有效加热主要是由于波粒非共振散射使粒子运动无规化而实现的。 首先我们从最初的Vlasov-Maxwell方程组出发,利用准线性的处理方法、合理的近似及数学上的技巧得到了F随时间缓变的表达形式,即准线性动理方程。再利用日冕中等离子体的低β条件及一些常用关系式进行简化,最后利用数理方法上格林函数的应用对其进行求解,得到了F的完整表达式,从而得到了T⊥=T0+WB/np,垂直温度升高的解析结果。为了进一步证明这一解析解的正确性,用有限差分法进行数值模拟(FDM),最后得到了数值模拟与解析解完全吻合的图像,这为这一理论的正确性提供了有利的证据。


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