关于磁化冷等离子体中的孤立波

一、引言熟知,在磁化等离子体中可以传播多种模式周期波。近年来发现,其中一些模式也能以孤立波形式传播,如离子声孤立波、磁声孤立波、Alfven孤立波,等等。以上作者都限于单独考察某一种模式孤立波。本文在准电中性假设下,全面考察了磁化冷等离子体中斜向传播     

热传导对太阳风中大尺度涡旋波的影响

在文献[1]中,我们提出了关于行星际磁场扇形结构起源的一种新理论,即它们可能是由赤道面上的大尺度涡旋波引起的。按照这种理论,扇形结构不是一种物质流,而是“密度”波;这样,不仅将太阳偶极子基本磁场与行星际磁场扇形结构较好地联系了起来,同时自然地解释了扇形结构随同太阳刚性共旋的观测事实。但是,在文献[1,2]中,我们选用了简化的太阳风一流模式,且未考虑粘滞性、热传导、Alfvén涨落及非球面膨胀的影响。然而空间探测结果表明,行星际空间中的等离子体并不是等温的,热传导的影响必需考虑,即应当采用包含较为严     

托卡马克边界等离子体密度梯度不连续对低杂波传播的影响

迄今为止,用低杂波驱动出等离子体电流,仍是有希望维持托卡马克稳态运行的途径之一.因此,研究低杂波在等离子体中的物理过程,仍是近年这方面理论和实验所关注的焦点.按照目前理论上的观点,低杂波在被等离子体完全吸收之前,通常要在其截止层和等离子体中心之间的区域往返传播多次,由于磁场剪切和环效应,低杂波的平行折射率 n将有较大的上移.n上移的大小,一般取决于低杂波环向模数 m 的变化,而波在传播过程中各物理量的变化是由一个常微分方程组——射线轨迹方程来描述的,因此,可以预想,初值和边界参数对方程组解的性质影响很大.下面我们将证明,由于托卡马克限制器的存在,使得边界等离子     

磁化离子声孤立波

本文在计及电荷分离条件下考察了双温低β等离子体中与外磁场成一角度斜向传播的磁化离子声孤立波,得到非线性色散关系,确定了波速和波幅范围。分析表明,电荷分离色散对孤立波性质有重要影响。     

非线性尘埃-漂移波的局域多峰结构

近十年来 ,尘埃等离子体 ,由于它在空间环境研究和等离子体材料加工过程研究中的广泛应用 ,越来越引起人们的普遍关注 .等离子体中强电尘埃的存在不仅改变了等离子体中的电磁特性 ,修正了原有的波动模式 ,而且可以激发新的极低频的波动模式 .不少作者对尘埃等离子体中的非线性现象进行了研究 ,发现了极低频静电波和电磁波 .Ｌｉｕ等人[1 ] 和Ｃｈｅｎ等人[2 ] 分别研究了非磁化和磁化尘埃等离子体中的非线性尘埃声波 ,并得到了局域孤立结构 .最近 ,Ｃｈｅｎ等人[3 ,4]研究了尘埃等离子体中一种新的极低频的电磁波 ,即尘埃 -阿尔芬波 .研究结…     

可积的非线性方程严格孤子解的存在性(Ⅰ)——反散射可积系统

一、引言与结果 非线性波动中的孤子现象日益受到物理学家和数学家的重视,并在高能物理、等离子体物理、非线性光学等领域中,解释和揭示了许多物理现象,获得了广泛的应用,所谓的严格孤子是指具有下面二种性质的非线性波动:(1)空间有限的非色散波,即在传播中保持波形、速度不变的孤立波(这往往就被人们称为孤子);(2)这样的孤立波在非线性相互作用——“碰撞”之后     

关于迴旋孤立波和低混合孤立波的存在问题

一、前言 近年来,Yu找到了两种低频常磁场B作用下的密度分布为腔子型的热等离子体孤立波:静电离子(回辶)旋孤立波(electrostaticion cyclotron)和低混合孤立波(lower hybrid)。它们都是在电中性假设下讨论B=常数情况得出的。本文用逗留曲线分析法解析地证明了在Yu的同样条件下,考虑了电荷分离效应后,上述两种孤立波都是不存在的。     

含杂等离子体中的非线性Langmuir波

非线性Langmuir波在激光聚变、空间等离子体相干结构以及等离子体湍流过程中占有十分重要的地位,它的研究一直受到人们的普遍关注,1972年Zakharov等人研究了非磁化等离子体中Langmuir波与离子声波的非线性耦合,导出了著名的Zakharov方程,1982年Rao等人在更一般条件下得到了Langmuir波缓变振幅与低频静电密度扰动的非线性耦合方程级,并采用小参量展开法,求出包络孤立子解,近年来     

磁约束等离子体中的射频波电流驱动和流驱动

射频波可以进入聚变等离子体,通过无碰撞机制将能量和动量沉积于其中,在加热等离子体的同时,还可以驱动等离子体电流和等离子体流.等离子体电流的非感应维持是托卡马克类型聚变装置稳态运行的关键,而电流剖面的控制及等离子体流的存在对于抑制磁流体不稳定性、建立和维持高性能的约束模式至关重要,因此射频波电流驱动和流驱动在磁约束聚变等离子体物理研究中有重要意义.本文从等离子体中波与粒子相互作用的基本物理出发,对磁约束等离子体中射频波电流驱动和流驱动的研究现状、面临的挑战、以及可能的研究趋势进行了简要评述.几个关键问题被特别指出,包括:共振吸收机制与高密度下射频波电流驱动效率衰减的内在联系;非共振驱动机制的可行性探讨;从动量获取和动量弛豫的平衡关系出发探索共振机制下提高驱动效率的可能性;流驱动中射频波的直接驱动和间接驱动效应,尤其是射频波有质动力效应;射频波耦合和传播过程中复杂的非线性过程对电流驱动和流驱动的影响等.     

复杂构型非孤立圆涡的能量频散

能量频散是一个基础性的科学问题, 与台风、暴雨、地震等灾害密切相关, 一直受到多学科研究人员和广大预报员的关注. 孤立圆涡能量频散的动力学己经清楚. 但是, 造成天气灾害的往往是非孤立圆涡. 非孤立圆涡能量频散的动力学尚待探索. 本文用线性化的正压无幅散涡度方程, 研究了非孤立圆涡能量频散的特征. 这里, 非孤立圆涡指的是: 一个热带气旋(TC)涡旋和一个中尺度涡构成的复杂构型. 基于傅里叶变换的解析解和基于空间差分格式的数值解一致地显示: (1) 在只有TC 涡旋的条件下, 涡旋能量频散形成一个TC-G-D 的波列, 3 个波列成员中心的连线是一条与x 轴平行的直线. 这里, “G”和“D”分别代表高值和低值系统. (2) 在非孤立圆涡的条件下, 涡旋能量频散也形成了一个TC-G-D 的波列, 但是, 3 个波列成员中心的连线不再是一条与x轴平行的直线, 而是一个三角形. (3) 三角形底角的角度与初始中尺度涡的强度之间存在非线性联系. 这些结果在台风预测中具有应用前景.     

Chowla-Cowles关于Apèry数的猜想

1978年在赫尔辛基召开的ICM会议上,Apéry宣布了ζ(3)=sum from n=1 to ∞ 1/n~3是无理数。他在证明中引入Apéry数a_n(n=0,1,2,…),满足递归式a_0=1,a_1=5,n~3a_n—(34n~3—51n~2 27n—5)_a_(n-1) (n—1)~3a_(n-2)=0。     

电磁波在密度随时间上升等离子体中的频率上转换

近年来的理论研究表明,有几种方法可以使穿过等离子体的激光产生连续可调的频率上移,其中一种方法是让光脉冲穿过快速生成的等离子体。因为电磁波在密度随空间变化的等离子体中传播时,其波矢随着传播距离而变化;对应地,如果电磁波在密度随时间变化的等     

南海北部孤立子内波的一些特征和演变

根据1998年6月14日在南海北部的一次孤立子内波的实测资料,分析它的可能源地,并计算出其相速度、波长等一些特征参数;基于对内波的垂直模态的分析,探讨了该孤立子内波在传播过程中所产生的波致流的特点;利用多因子作用下的规则化长波（RLW）方程数值模式,以观测得到的环境参数作为初始条件,模拟了该孤立子内波在南海北部陆架区的传播和演变。     

激光拍频波驱动的电子等离子体波的有质动力饱和效应

电子等离子体波的拍频激发在等离子体加热、等离子体诊断、激光等离子体加速器以及在研究电离层等离子体等方面具有广泛的应用。最近,由于激光拍频加速器及Surfatron工作的兴起,电子等离子体波的非线性激发及其对粒子的加速引起越来越多的研究者的兴趣。理论上电子等离子体波的最大振幅可达到波破裂极限,E_p=mcωp/e,对于10~(18)     

分层流体中凸孤立波与凹孤立波的相互作用

孤立波的相互作用是一个令人感兴趣的课题。由于在单层流体中通常只可能出现凸孤立波,人们一般只注意这类孤立波的相互作用。然而,卫星观测和现场测量证实了海洋温跃层中下凹的内孤立波的存在,并发现了它们的相互作用。为了分析这些现象,我们在文献[4,5]中建立了浅水波近似下的基本方程组,并分析了二流体系统中孤立波的迎撞和斜向相互作用,但仅研究了相同模式的相互作用,即凸-凸孤立波或凹-凹孤立波的迎撞或斜撞。     

南海北部孤立子内波的一些特征和演

根据１９９８年６月 １４日在南海北部的一次孤立子内波的实测资料,分析它的可能源地,并计算出其相速度、波长等一些特征参数;基于对内波的垂直模态的分析,探讨了该孤立子内波在传播过程中所产生的波致流的特点;利用多因子作用下的规则化长波（ＲＬＷ）方程数值模式,以观测得到的环境参数作为初始条件,模拟了该孤立子内波在南海北部陆架区的传播和演变．     

利用地震海洋学方法研究南海东北部东沙海域内孤立波的结构特征

主要利用地震海洋学方法研究了南海东北部东沙海域内孤立波的结构特征,内孤立波的类型是第一模态下沉型,最大振幅有85.5 m.内孤立波自最大振幅所处深度向下,其振幅大体呈线性减小趋势,振幅随深度的减小率为0.2左右.海底对内孤立波的波形会产生一些影响,一方面海底可能会"切割"内孤立波底部,使之出现间断,另一方面海底的"摩擦"会导致近海底的内孤立波处会发育有较多次一级尺度的波动.横向上看,由地震剖面所得到的内孤立波视宽度,需经过一定的校正才能获得真实宽度,本文所研究的两个内孤立波视宽度分别是4.52和3.36 km,校正后的宽度为0.5~3 km.另外内孤立波处存在的垂向噪音反映出内孤立波具有很强的垂向剪切力.内孤立波水平波数谱与GM模型谱的对比研究表明,其能量在低波数段比GM谱大两个数量级左右.     

关于一个孤立波的存在条件

Shukla和Yu[1]曾经讨论了磁等离子体中的孤立离子声波,研究了下面的方程:喜(粤),+*(,;、,凡)一。,浴、d刃,(1)其中 功(n;M,凡)=bn3一(b一c)nZ一cn 一(b+e)n,Inn,(2) b=(戈/材凡),,c一凡一2, 刀~凡x十戈z一Mt,刀~n伪)为规范化的离子密度,n(士co)=i,M为Mach数,表示沿刃方向的波速,x,z和t分别为空间变量和时间变量,Kz,凡一(l一刀)l‘,表示方向余弦. 文〔1〕给出了方程(1)的孤立波的存在条件: 功(n)~诱(n;M,凡)相似文献   

尘埃等离子体中尘埃电子孤立波

尘埃等离子体由电子、离子和大小为微米量级的强带负电的颗粒组成.由于它广泛存在于聚变反应器边缘区、彗星、行星环以及低温等离子体材料加工装置中,因此,近年来,对尘埃等离于体中的尘埃运动特性和集体效应的研究越来越引起人们的兴趣最近,Shukla等人研究了非磁化尘埃等离子体中的集体效应.他们假定波的相速远大离子的热速度而远小于电子热速度,尘埃振荡频率大于离了     

鲁棒H∞性能问题的分析和降阶输出反馈控制器设计

随着H~∞理论的研究进展鲁棒H~∞问题也逐渐成为研究热点.最近,文献[4]中提出了强鲁棒H~∞性能的概念,并在文献[3]的基础上,研究了在状态反馈下使闭环系统满足强鲁棒H~∞性能判据的分析和综合问题.本文考虑输出反馈情形:对一类不确定系统,设计输出反馈控制器,使闭环系统具有强鲁棒H~∞性能.考虑下述不确定系统:这里A_Δ,B_Δ,C_Δ与D_Δ是Δ(t)的连续函数,而时变不确定矩阵Δ(t)∈Δ为t∈[0,∞)的可测