大功率高频电波加热电离层的非线性物理过程          下载免费PDF全文

周晨  王翔  刘默然  倪彬彬  赵正予 《地球物理学报》2018,61(11):4323-4336

地基大功率电波加热电离层是通过地基大功率短波发射机向电离层发射无线电波，通过波-粒和波-波的相互作用将无线电波的能量注入电离层.通过这种有目的可操控的方式改变电离层电子密度和温度的分布，可以深入研究电离层中等离子体能量和物质的非线性演化过程，特别是电离层电子的非平衡态分布和加速问题.本文通过对电离层加热中几个比较重要物理过程的评述，对过去20年来我国研究学者在这一研究方向上取得的重要进展进行了介绍.  相似文献   

黄河三角洲工程防护区海床侵蚀过程与不稳定性评估     

凡姚申  陈沈良  窦身堂  于守兵  杜小康 《海岸工程》2020,39(2):77-85

近年来受入海水沙减少、海岸带高强度开发和海洋动力作用等的影响,黄河三角洲近岸海床侵蚀凸显。基于实测地形和波浪资料,研究了黄河三角洲工程防护区海床侵蚀过程及稳定性变化。工程防护区海床侵蚀主要分布在近岸10 km内,2007—2015年距岸8 km区域内表现强烈侵蚀,堤前海床较2000—2007年时段侵蚀量增大,海床侵蚀向岸加剧。随着现行河口沙嘴的淤积延伸和孤东浅水区的不断侵蚀,孤东南大堤外海逐渐形成了"近岸区深,远岸区浅"的反剖面形态。随着工程防护区近岸持续侵蚀,等深线不断向岸移动,堤前海床不稳定性逐渐加剧,2015年84.20%的堤前海床处于强或极强不稳定状态。本研究可为新形势下黄河三角洲综合治理提供科学依据。  相似文献   

中亚热带红土与水稻土铁锰结核理化特性与形成环境对比   总被引：2，自引：0，他引：2  

叶玮  郑万乡  李凤全  朱丽东  杨立辉  李建武 《山地学报》2008,26(3)

通过中亚热带第四纪红土和金衢盆地现代水稻土中铁锰结核的理化特征对比发现,水稻土铁锰结核的外部特征、内部结构以及化学组成与第四纪红土中的结核既具有一定的相似性又存在着明显差别.第四纪红土中的结核与水稻土中的结核都是在于湿交替的环境中发育形成的.水稻土中结核的形成是水稻生长期的渍水、还原作用和收获后的控水、弱氧化作用交替进行的结果,形成时间短暂,环境较为稳定;第四纪红土结核的形成是气候环境周期性干湿变化的结果,结核淀积时段气候干热,氧化作用强烈,反映第四纪红土形成环境的不稳定性.  相似文献   

大功率电波加热电离层中热自聚焦不稳定性的理论研究和数值模拟   总被引：3，自引：3，他引：0       下载免费PDF全文

王琛  周晨  赵正予  张援农  杨许铂 《地球物理学报》2015,58(6):1853-1868

本文首先从电子密度及电子温度的输运方程和考虑自作用时的电磁波波动方程出发,利用简正模展开的方法推导出泵波在反射区域激发出热自聚焦不稳定性(thermal self-focusing instabilities,TSFI)所需电场阈值以及其增长率的完整数学表达式,并估算了TSFI激发阈值及所对应的有效辐射功率(ERP)的量级.随后利用三维垂直加热的理论模型,结合国际参考电离层(IRI-2012)和中性大气模型(MSIS-E-00)给出的背景参数,数值模拟了大功率高频泵波加热电离层时泵波反射区域电子密度及电子温度因TSFI而产生的变化及发展的过程,并对比分析了不同背景参数对较热效果的影响.结果表明:当高频泵波的加热阈值达到或超过百毫伏每米的量级时,即可激发TSFI,发展出大尺度电子密度及温度不均匀体,这些不均匀体内的密度耗空约为4%~10%,而电子温度剧烈增长,到达背景温度值的1.6~2.1倍;且在相当的加热条件下,背景电子温度越低、电子密度越小,加热效果越显著;电子密度及电子温度的扰动幅度随着加热时间的推移而逐渐减小,即扰动逐渐趋于饱和,且电子温度要快于电子密度达到饱和状态.本文还对泵波反射高度处的电子密度及电子温度变化率进行采样并求得其功率谱密度,分析结果表明:TSFI发展出的大尺度不均匀体满足幂律谱结构,谱指数随着加热的进行逐渐趋于稳定,白天与夜间的幂律谱指数区别不大,但电子密度与电子温度的幂律谱有所区别.  相似文献   

含平流双温吸积盘的振荡不稳定性研究     

丁世学  丁世学  杨兰田  汪定雄 《中国天文和天体物理学报》1999,(4)

从流体动力学方程出发,用微扰法得出含平流双温吸积盘的径向、环向不稳定性的色散方程．并对平流和径向粘滞力对双温吸积盘的影响进行了较详细的讨论．结果表明：平流和径向粘滞力对声模有较大的影响,且不改变粘滞模和热模的稳定性质．而环向扰动对吸积盘的各种模有着较明显的作用．这一模型有利于解释活动天体的周期和准周期光变现象．  相似文献   

断层地震孕育和发生的不稳定性模型          下载免费PDF全文

李平恩  殷有泉 《地球物理学报》2014,57(1):157-166

在以前的工作中,考虑直立走滑型断层地震,假设断层面微元破裂强度遵循Weibull概率分布,由细观力学方法推导出断层面的宏观本构关系是一个非线性函数,表现为弹性-软化塑性特征,在此基础上用稳定性理论研究了地震稳定性问题.而实际断层大多是倾斜的,为此,本文首先建立了由围岩和倾斜断层构成的平面地震力学模型,采用宏观的断层载荷-变形的全过程曲线,详细讨论了倾斜断层地震的不稳定性问题.结果表明,远场一旦施加位移,断层也同时错动,这可能与实际情况不符合.为了更好的模拟断层的初始能量累计过程,进一步对断层本构模型进行改进.考虑断层面破裂强度,采用Coulomb破裂准则,则断层表现为刚塑性本构关系,只有当断层面剪应力达到一个临界值时,断层才开始错动.研究表明,对于倾斜断层地震,与直立走滑型断层地震一样,系统刚度比β（围岩切线刚度与断层刚度最大值之比）是决定地震失稳的重要参数,只有当β<1时才会出现地震失稳,且伴随应力突跳和围岩应变能释放.当β≥1时,仅仅是断层无震滑动,不会发生地震.在远场应施以位移形式边界条件,以致地震失稳发生在平衡路径的位移转向点并伴有应力突跳.  相似文献   

近磁尾TC-1观测到伴随有高速流的ULF波及不稳定性分析   总被引：2，自引：2，他引：0       下载免费PDF全文

马玉端  曹晋滨  符慧山  杨俊英  吕浩宇  杨建  王志强 《地球物理学报》2014,57(11):3754-3765

2004年8月3日近地TC-1卫星在磁尾X_GSM~－12R_E的等离子体片内,观测到了伴随着高速流的低于离子回旋频率的波,即超低频波(ULF,Ultra Low Frequency).该波垂直分量的振幅在高速流及其振荡减速期间大致相当;而平行分量振幅在高速流时明显大于其振荡减速时. 利用一个扰动双流模型对完全磁化离子横场漂移驱动的电磁不稳定性计算后,预测结果表明:(1)对于垂直分量来说,横场漂移速度与Alfvén速度的比值影响不稳定性增长率和激发波频率,随其比值增加,增长率变大,激发波频率从负值增加到正值.(2)对于平行分量来说,温度各向异性时等离子体热速度与Alfvén速度比值只影响不稳定性增长率和激发波频率,未改变不稳定性模类别;而温度各向同性时离子横场漂移速度与Alfvén速度比值既影响不稳定性模的种类及其分支,又影响激发波频率.进一步将卫星观测到的等离子体密度、温度、整体流速和磁场代入模型方程,进行数值计算与上述预测结果对比后发现:卫星观测中垂直分量的功率谱密度(PSD,Power Spectrum Density)增强时间和频段与理论模型中由β_//、β_⊥和v_⊥/V_A引起不稳定性激发的波一致;卫星观测中平行分量的功率谱密度增强时间与理论模型基本相符,但是前者的频率明显地低于后者.因此,除了需考虑平行磁场的离子整体流速对不稳定性激发波频率的可能影响,还需要统计上进一步核实伴随有高速流的ULF波与不稳定性的相关性.  相似文献   

Hill Instability Analysis of TLP Tether Subjected to Combined Platform Surge and Heave Motions   总被引：1，自引：0，他引：1  

徐万海  曾晓辉  吴应湘  刘家悦 《中国海洋工程》2008,22(4):533-546

This paper presents the Hill instability analysis of Tension keg Platform （TLP） tether in deep sea. The 2-D nonlinear beanl model, which is undergoing coupled axial and transverse vibrations, is applied. The governing equations are reduced to nonlinear Hill equation by use of the Galerkin＇ s method and the modes superposition principle. The Hill instability charted up to large parameters is obtained. An important parameter M is defined and can be expressed as the functions of tether length, the platform surge and heave motion amplitudes. Some example studies are performed for various envirotnnental conditions. The results demonstrate that the nonlinear coupling between the axial and transverse vibrations has a significant effect on the response of structure. It needs to be considered for the accurate dynamic analysis of long TI2 tether subjected to the combined platfolna surge and heave motions.  相似文献   

黑洞吸积盘的演化及温度分布的热不稳定性     

汪定雄  杨兰田  陆烨 《中国天文和天体物理学报》1994,(4)

本文在Ｔｈｏｒｎｅ工作的基础上讨论了吸积盘中黑洞的有关参量的演化，以及由Ｓｃｈｗａｒｚｓｃｈｉｌｄ黑洞吸积盘向Ｋｅｒｒ黑洞吸积盘演化过程中对吸积盘辐射通量的影响，最后针对几个典型的辐射过程，分别讨论了黑洞吸积盘在牛顿框架中的温度分布方程与广义相对论的温度分布方程的热不稳定性，并给出此类问题的热不稳定性的判据。  相似文献   

太阳运动Ⅳ型射电爆发的相干辐射模型     

王德焴 《天文学报》2004,45(2)

为解释太阳运动Ⅳ型射电爆发的相干辐射机制提出一个理论模型.从耀斑中产生的高能电子,可以被扩展上升的太阳磁流管俘获.在磁流管顶部,这些高能电子的速度分布形成为类束流速度分布,激发柬流等离子体的不稳定性,并且主要直接放大O模电磁波.不稳定性增长率敏锐地依赖了日冕等离子体参数fpe/fce和射束温度Tb,这能定性解释在太阳运动Ⅳ型射电爆发中观测到的高亮温度和高偏振度,以及宽频谱的特性.  相似文献