从非线性非平衡热力学理论看PPI反应的恒星结构的稳定性

恒星不断地向外辐射巨大的能量,这种能量来源于恒星内部的热核反应.因此,恒星实     

西藏高原附近的風埸结构及其对流层大气的热量平衡

根据1954—1956年的高空風观測、探空观测和地面观測資料,我們对冬季和夏季西藏高原及其附近的風埸的三度空间的結构和700—500毫巴对流层大气间的热量得失的平均情况做了分析。这一工作分为下列两个部分: 一高原及其四周風場的詳細結构根据高空風观測求出850、700、500毫巴上的合成風的分布,并且計算了各层的辐散(辐合)埸及垂直运     

非均匀引力场中的磁静力平衡

等离子体的磁静力平衡方程在太阳物理学中得到了广泛的应用,很多太阳物理现象(例如太阳黑子、宁静日珥等)皆可用磁静力平衡方程来近似处理。Low讨论了均匀引力场中二维非等温的磁静力平衡,并用来研究了宁静日珥的结构船。Hu、Hu和Low应用小参数展开法研究了非轴对称的磁静力平衡,并用以解释了太阳黑子的纤维结构。我们曾讨论过磁静力平衡和热平衡之间的耦合,得到了均匀引力场中热平衡和磁静力平衡的自洽解。但是,当研究一些大尺度的太阳物理现象时(例如日冕的结构),必须要考虑到引力场随距离的变化,即引     

铁磁薄膜中静磁表面波调制不稳定性的研究

近年来,人们对连续状态下的静磁波(MSW)在铁磁薄膜中的非线性传输性质进行了广泛的理论和实验研究。Mednikov等人先后观测到属于一阶Suhl不稳定性的静磁表面波(MSSW)三磁波子参量衰变现象。在静磁前向体波(MSFVW)传输过程中,三磁波子效应是被严格禁止的,只可能产生对应于二阶Suhl不稳定性的调制不稳定现象。迄今为止,理论分析结果都支持这样一个结论,即波矢方向与外加偏置磁场相垂直的MSSW不存在二阶Suhl不稳定性,因为MSSW的非线性频移和线性群速度色散的符号相同,产生调制不稳定性的前提条件——Lighthill条件不能得到满足。需要特别指出的是,上述结论是针对二维无限大平板状铁磁薄膜而得出的。     

均匀引力场中的热平衡和磁静力平衡

均匀引力场中等离子体的磁静力平衡方程,在太阳物理学中得到了广泛的应用.太阳大气中的很多现象,例如太阳黑子、宁静曰珥以及色球层和日冕中的某些结构,常常能够维持几小时到若干天的时间,因此,一般可以采用磁静力平衡模式近似处理.磁静力平衡方程是     

磁云边界层中的等离子体结构

分析1995年2月至2003年6月间由WIND飞船观测到的50个磁云边界层(BL_s)中的等离子体结构发现: (1) 磁云边界层是一种非压力平衡结构, 它的总压力P_T,L(热压力P_th,L加磁压力P_M,L)通常低于边界层前面太阳风的总压力P_T,S和其后磁云中的总压力P_T,C, 边界层中增高的热压力P_th,L常常不能补偿其磁压力P_M,L的下降; (2) 磁云边界层中的电子与质子温度比(T_e/T_p)_L通常低于边界层前面背景太阳风的(T_e/T_p)_S和其后磁云中的(T_e/T_p)_C, 这常与质子的加热比电子明显相联系; (3) 在这些边界层中观测到等离子体反向流动的约占80%, 其中在3个方向(±V_x, ±V_y, ±V_z)观测到反向流动的约占20%. 磁云边界层中的这些基本结构与边界层中可能的磁重联过程相联系. 这些结果表明磁云边界层具有不同于邻近太阳风和磁云的等离子体结构, 它是磁云和太阳风之间存在重要的动力学相互作用的一种重要表现.     

地球磁尾两种不同类型磁结构形成机理

观测表明,横越磁尾等离子体片和尾瓣的磁场By分量正比于行星际磁场By分量,并且行星际磁场与等离子体团内By分量极性相同,因此磁尾等离子体团应该是一个三维结构。以两类磁静平衡解为初态。对亚暴期间磁尾动力学过程作二维三分量模拟研究。数值结果展示了By分量两类不同的演化特征,它们分别与具有通量绳核心的磁结构及类似于“闭合环”等离子体团型磁结构相对应。由此认为,亚暴期间在地球磁尾中出现不同拓扑位形的磁结构可能与具有不同By分量分布形态的磁场重联有关。     

大气内部不平衡激发暴雨天气的动力诊断

1.中尺度准平衡关系的涡度形式 叶笃正等在研究中小尺度适应过程时曾指出,对于对流性不太强的中尺度运动,风压场之间满足如下准平衡关系:(f+ζ)v=▽E×k,(1)式中E=φ+v·v/2为压能。     

大气边界层中强风结构的研究

本文利用北京325米气象塔的水平风速资料,对中性和非稳定层结条件下的天气过程出现的强风进行了湍流能谱、风的阵性以及风速垂直分布的计算分析,结果表明:(1)冷锋过程含能区有二个,一个为20—130分钟,另一个为3—10分钟,峰值变化在10~°—2×10~(-1)米~2/秒~2之间。雷暴过程主要含能区在6—12分钟及2—4分钟,峰值变化在10~°—8×10~(-2)米~2/秒~2之     

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.     

夏季亚洲大陆上空大气环流的结构

夏季亚洲大陆上空,尤其是中国大陆上空大气环流结构的问题过去研究得很少。1956年我国高空纪录有大量增加,因此有必要也有可能对这个问题进行较详细的研究。我们根据1951—1955年的资料,作出了7月亚洲上空850、700和500毫巴气流线图以及1956年7—8月200毫巴平均等高线图。在低层对流层大气的气流     

THEMIS双卫星对磁尾高速流减速的联合观测

磁尾等离子体片高速流的运动和减速过程对于磁层粒子的加速、磁场的扰动、磁通量的输运和亚暴的触发以及磁尾电流系统的形成都具有重要意义.2009年2~4月,THEMIS卫星中的2颗星(THA和THE)在空间中经常具有相近的XGSM和YGSM坐标,但具有差别较大的ZGSM坐标.我们利用这种特殊构型的2颗卫星对经过等离子体片中心和边界层附近的高速流进行了联合观测研究.通过个例和统计分析发现,在89%的地向高速流事件中,距离中性片较远的卫星先观测到高速流,其速度以平行于磁场的分量为主,并且95%的事件中距离中性片较远的卫星所探测到高速流X分量的速度最大值要比在片中心探测到的高速流数值更大.假设等离子体片边界层附近的平行高速流匀速传播,而对于中心等离子体片的高速流,我们分别应用匀减速模型与突然减速模型进行分析,发现高速流减速起始的位置大部分位于距离地球15 Re的区域,这与中磁尾重联发生区域比较接近.此外,统计结果表明等离子体片中心高速流前端往往伴随着明显的偶极化锋面特征,而远离中性片的地方偶极化锋面的特征则不明显.     

大气中惯性重力波的非线性结构

近年来,大气中各种波的非线性发展问题的研究受到了普遍的关注.因为大气中非线性过程的研究对于解释观测到的大气中的稳态的槽脊结构、大气阻塞等现象具有现实意义.     

格子玻尔兹曼方法模拟大气边界层中的阵风结构

东亚北方冬春季常会出现寒潮冷锋天气,冷锋过后有明显的下沉气流,且伴随强阵风.观测数据分析表明,阵风结构具有相干性,是春季沙尘暴能够被输送到边界层上部,从而远距离传输的重要条件.格子玻尔兹曼方法(lattice Boltzmann method,LBM)是一种基于Boltzmann分子输运方程的数值流体计算技术,自从出现以来,由于其在微观水平描述运动的特点,一直被用来研究湍流等复杂运动,本文在格子玻尔兹曼方法中引入大涡模式,使其能够应用到大气边界层湍流场,模拟阵风的产生及发展,得到了具有波动和涡旋相结合的相干结构,从而解释了阵风相干结构起沙扬尘的机理.     

Alnico V 合金的粉纹磁畴结构

在我們的实验工作中,观察了Alnico V合金在不同磁性状态下的粉紋图。样品为8×8×15毫米的长方体。結果表明,从1300℃淬火的試样,畴結构具有通常的单軸晶体的180°Weiss畴的特征(图1)。估計它的磁晶各向异性常数与鈷单晶为同一数量級,粉紋图与鈷单晶的相类似(图2)。     

磁外科器械结构规划原则及相关思考

自20世纪70年代第一个磁外科器械出现以来,在随后的近50年里,磁外科器械取得了巨大的发展,解决了一系列复杂的临床问题,进一步优化了传统手术方式. Levita和LINX等具有代表性的磁外科器械相关成果发表于行业顶尖期刊,在外科学界及理工科学界产生了深远的影响.经各行业专家总结相关理论和应用体系,逐渐形成了一门学科——磁外科学,这是外科学的一个重要分支.近年来,在磁外科(磁外科)理论体系的指导下,磁外科更是取得了蓬勃的发展,各种极具创新性的磁外科器械层出不穷.但不容忽视的是,磁外科发展将会不断遇到重重阻碍.由于磁外科是一门交叉学科,需要外科学与理工科学进行深度融合.在此过程中,难免因为双方信息不匹配而延误磁外科的发展,最为代表性的问题便是如何对磁性器械进行合理、有效的结构规划这一磁外科最基本的问题.因此,本文将对磁外科器械结构规划的原则展开讨论,总结过去磁外科器械结构规划中所遇到的问题,并提出解决相应问题的潜在方法.     

带电感性直流负载扼流磁放大器的静、动态过程理论分析

磁放大器的应用,现在已经非常广泛。磁放大器工作的靜、动态物理过程的分析,自然地引起人们的很大重视。因为只有正确地理解了有关磁放大器的靜、动态特性,才有可能进行合理的系统设计和分析。但是,磁放大器是一个典型的利用非线性现象(磁芯磁化曲线和二极管特性)的元件,其输入和输出波形畸变得很厉害,从而给磁放大器的特性分析,特别是带非电阻性负载的磁放大器的动特性分析,带来很大困难。有关电感性直流负载的扼流磁放大器的分析,便是一例。带电感性直流负载的扼流磁放大器,是磁放大器最基本的典型线路之一。其线路看来很简单,但其磁电耦合关系和靜、动态物     

MHD模拟磁尾横断面结构与太阳风粒子注入机制

基于全球三维磁层MHD（Magnetohydrodynamics）模拟模型, 研究了行星际磁场（Interplanetary Magnetic Field, IMF）北向与南向时磁尾横断面（X=?18 R_E）的结构及等离子片的粒子注入机制. 模拟结果很好地符合一些已知的观测数据和经验模型. 从向阳面磁层顶IMF及重联后磁力线尾向运动过程的角度, 对磁尾横断面粒子热压力分布、磁力线投影、等离子片或电流片旋转、粒子流场分布等结构进行了合理的解释. 根据模拟得到的磁尾横断面结构, 及IMF北向与南向时磁力线投影显著不同的位形, 可以通过E×B漂移很好地说明不同IMF条件下, 太阳风粒子对磁尾等离子片的不同注入特性. 另外, 还通过磁尾横断面磁场梯度的计算, 说明了太阳风向等离子片粒子注入的晨-昏不对称性.