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无碰撞电流片低频电磁模不稳定性:MHD模型

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魏新华, 周国成, 曹晋滨, 李柳元. 2005: 无碰撞电流片低频电磁模不稳定性:MHD模型, 物理学报, 54(7): 3228-3235. doi: 10.3321/j.issn:1000-3290.2005.07.044
引用本文: 魏新华, 周国成, 曹晋滨, 李柳元. 2005: 无碰撞电流片低频电磁模不稳定性:MHD模型, 物理学报, 54(7): 3228-3235. doi: 10.3321/j.issn:1000-3290.2005.07.044
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Wei Xin-Hua, ZHOU Guo-Cheng, CAO Jin-Bin, Li Liu-Yuan. 2005: Low-frequency electromagnetic instabilities in a collisionless current sheet:magnetohydrodynamic model, Acta Physica Sinica, 54(7): 3228-3235. doi: 10.3321/j.issn:1000-3290.2005.07.044
Citation: Wei Xin-Hua, ZHOU Guo-Cheng, CAO Jin-Bin, Li Liu-Yuan. 2005: Low-frequency electromagnetic instabilities in a collisionless current sheet:magnetohydrodynamic model, Acta Physica Sinica, 54(7): 3228-3235. doi: 10.3321/j.issn:1000-3290.2005.07.044
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无碰撞电流片低频电磁模不稳定性:MHD模型

  • 中国科学院空间科学与应用研究中心,北京,100080;中国科学院研究生院,北京,100039

  • 中国科学院空间科学与应用研究中心,北京,100080

Low-frequency electromagnetic instabilities in a collisionless current sheet:magnetohydrodynamic model

  • 摘要: 利用含无电阻广义Ohm定律的可压缩磁流体力学(MHD)理论,研究了在具有剪切磁场的无碰撞电流片中低频电磁模不稳定性,假定等离子体压力各向同性,推导出了三维扰动传播波模的色散关系.色散关系的数值求解集中在电流片中间平面(z=0)和半厚度边缘(z=1)上,并分别考虑了二维传播和三维传播,以及不同的离子惯性长度情况.主要结果如下:1)对于二维扰动传播(kz=0)的波,在z=0平面上,Alfven波增长率最大,不稳定的波频率和波数范围也更宽.离中间平面越远,增长率越小,波数区域越小.同时,随着离子惯性长度的增大,Alfven波不稳定性的增长率变大.2)对于三维扰动传播(kz≠0)的波,哨声是不稳定的.在电流片中间平面上,哨声有明显的增长率;而在离子惯性区外边,哨声的增长率还变大.3)在电流片中间(z=0)平面上,低频波主要是电流不稳定性激发的.在离中间平面较远处,电流、密度和压力的梯度不稳定性变得更重要.
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出版历程
  • 刊出日期:  2005-07-30

无碰撞电流片低频电磁模不稳定性:MHD模型

  • 中国科学院空间科学与应用研究中心,北京,100080;中国科学院研究生院,北京,100039
  • 中国科学院空间科学与应用研究中心,北京,100080

摘要: 利用含无电阻广义Ohm定律的可压缩磁流体力学(MHD)理论,研究了在具有剪切磁场的无碰撞电流片中低频电磁模不稳定性,假定等离子体压力各向同性,推导出了三维扰动传播波模的色散关系.色散关系的数值求解集中在电流片中间平面(z=0)和半厚度边缘(z=1)上,并分别考虑了二维传播和三维传播,以及不同的离子惯性长度情况.主要结果如下:1)对于二维扰动传播(kz=0)的波,在z=0平面上,Alfven波增长率最大,不稳定的波频率和波数范围也更宽.离中间平面越远,增长率越小,波数区域越小.同时,随着离子惯性长度的增大,Alfven波不稳定性的增长率变大.2)对于三维扰动传播(kz≠0)的波,哨声是不稳定的.在电流片中间平面上,哨声有明显的增长率;而在离子惯性区外边,哨声的增长率还变大.3)在电流片中间(z=0)平面上,低频波主要是电流不稳定性激发的.在离中间平面较远处,电流、密度和压力的梯度不稳定性变得更重要.

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