【摘 要】
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该文应用2.5维和3维可压缩Hall-MHD数值模拟方法研究了低纬和高纬磁层顶的磁场重联过程.在低纬磁层顶,Hall效应在MHD方程组中的引入给磁场重联带来了新的特点,我们结合这一效
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该文应用2.5维和3维可压缩Hall-MHD数值模拟方法研究了低纬和高纬磁层顶的磁场重联过程.在低纬磁层顶,Hall效应在MHD方程组中的引入给磁场重联带来了新的特点,我们结合这一效应,针对实际磁层顶边界参数分布的复杂性,采用了对称和非对称模型以及对应的边条件,着重研究了核心磁场B<,y>(或者B<,M>)的产生和重新分布,模拟结果能部分的解释低纬FTEs的观测现象.在高纬磁层顶,当同时考虑Hall效应和流场剪切的效应时,产生了同心的流体涡旋和磁岛(我们称这种重联过程为涡旋重联,VR);在磁层顶两侧看到了等离子体的交换,磁层顶的边界区趋于模糊;日下点附近产生的重联结构会在向高纬流动的过程中随着剪切流的增强而产生变化;Hall效应可提高涡旋重联的重联率;Hall效应产生的3维磁场和流场分量可以在剪切流的作用下重新分布,使得等离子体交换过程更为复杂.模拟结果和高纬进入层的观测进行了比较.在3维情况下,(公式略)这一特点给我们对磁层顶重联带来了新的认识.忽略Hall效应时,(公式略)会导致产生类似于Hall电流产生的B<,y>4极分布结构,但其极性会有所变化;当考虑了Hall效应和/或剪切流效应以后,(公式略)可以和Hall效应以及剪切流共同作用,产生不同于2维模拟的磁场和流场结构.
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