Magnetospheric electric field variations caused by storm-time shock fronts

On January 20, 2005 there was an X 7.1 solar flare at 0636 UT with an accompanied halo coronal mass ejection (CME). The resultant interplanetary shock impacted earth ∼36 h later. Near earth, the Advanced Composition Explorer (ACE) spacecraft observed two impulses with a staircase structure in density and pressure. The estimated earth-arrival times of these impulses were 1713 UT and 1845 UT on January 21, 2005. Three MINIature Spectrometer (MINIS) balloons were aloft on January 21st; one in the northern polar stratosphere and two in the southern polar stratosphere. MeV relativistic electron precipitation (REP) observed by all three balloons is coincident (<3 min) with the impulse arrivals and magnetospheric compression observed by both GOES 10 and 12. Balloon electric field data from the southern hemisphere show no signs of the impulse electric field directly reaching the ionosphere. Enhancement of the balloon-observed convection electric field by as much as 40 mV/m in less than 20 min during this time period is consistent with typical substorm growth. Precipitation-induced ionospheric conductivity enhancements are suggested to be (a) the result of both shock arrival and substorm activity and (b) the cause of rapid (<6 min) decreases in the observed electric field (by as much as 40 mV/m). There is poor agreement between peak cross polar cap potential in the northern hemisphere calculated from Super Dual Auroral Radar Network (SuperDARN) echoes and horizontal electric field at the MINIS balloon locations in the southern hemisphere. Possible reasons for this poor agreement include (a) a true lack of north–south conjugacy between measurement sites, (b) an invalid comparison between global (SuperDARN radar) and local (MINIS balloon) measurements and/or (c) radar absorption resulting from precipitation-induced D-region ionosphere density enhancements.     

武汉上空中层顶大气重力波活动的钠层荧光激光雷达观测研究

从中国科学院武汉物理与数学研究所钠荧光激光雷达自1999年至今的观测数据中选取了分布于全年26天的数据进行重力波活动的分析研究.统计结果表明,武汉中层顶区的重力波活动非常频繁:26天总观测时间累计约为185.5 h,总共观测到124个重力波活动,平均发生频度为每小时0.7个波,且波的出现频度与地方时有一定关系.这些波的垂直波长主要分布在3-7km,垂直相速主要位于0.1-0.5 m/s.与国外报道的结果相比较,波长数值与分布较为一致,但相速明显较低.武汉中层顶区重力波活动的另一特点是多波过程很频繁,多、单波过程的出现比例约为3:2.利用钠层相对密度扰动时空图方法,给出了武汉中层顶区重力波传播和破碎现象的典型结果.还利用单色波模型对部分钠层数据进行了单色波相关参数的提取.      

An empirical model to predict the 1-AU arrival of interplanetary shocks

We extend the empirical coronal mass ejection (CME) arrival model of Gopalswamy et al. [Gopalswamy, N. et al. Predicting the 1-AU arrival times of coronal mass ejections, J. Geophys. Res. 106, 29207, 2001] to predict the 1-AU arrival of interplanetary (IP) shocks. A set of 29 IP shocks and the associated magnetic clouds observed by the Wind spacecraft are used for this study. The primary input to this empirical shock arrival model is the initial speed of white-light CMEs obtained using coronagraphs. We use the gas dynamic piston–shock relationship to derive the ESA model which provides a simple means of obtaining the 1-AU speed and arrival times of interplanetary shocks using CME speeds.     

基于步进频连续波的近距离主动毫米波圆柱扫描成像系统

为了克服压控振荡器（VCO）输出线性调频（LFM）信号频率线性度较差的缺点,本文提出了基于直接数字合成（DDS）技术产生步进频连续波信号的近距离主动毫米波圆柱扫描成像系统,该系统具有距离分辨率高、频率精度高以及波形产生和波形控制较为简单的优点。首先,本文通过步进频连续波信号的探测原理分析了该信号的一维距离像、距离分辨率以及距离模糊的特点;然后,通过波动方程推导出近距离主动毫米波圆柱扫描成像系统的重构算法;最后,在微波暗室搭建了半实物仿真成像系统,验证了步进频连续波信号在近距离主动毫米波圆柱扫描成像系统中应用的可行性和有效性。     

气动阀对脉冲爆震发动机爆震性能的影响研究

开展常温常压进气条件下气动阀式两相脉冲爆震发动机的研究具有重要的理论意义和工程应用价值。本文描述了针对气动阀式两相爆震发动机的进气装置-气动阀所作的理论和试验研究工作。通过不同气动阀参数下的冷态流场和燃烧特性试验研究,设计出了包含钝体和盖子的组合式气动阀,并获得了不同钝体堵塞比和不同盖子尺寸时燃烧波压力和火焰传播速度的变化关系。通过对气动阀的结构设计研究和试验分析得出结论,随着盖子内径变大,对产生爆震是不利的。     

激光冲击成形下3A21铝板料表面残余应力

激光冲击成形的重要特点之一就是能在工件表面形成残余压应力,起到强化的作用,对具有抗疲劳性能要求的航空结构件有重要意义。本文对激光冲击成形的3A 21防锈铝板的残余应力分布特性进行了研究。用X射线应力测定仪进行了三个方向残余应力的测量,建立了主应力计算公式,分析其形成机制与分布特性。试验结果表明:在脉冲能量42 J、脉冲宽度23 ns、脉冲功率1.2×109W作用下,板料正反两面产生的残余应力小于-100M Pa,且均为压应力,除变形区域顶点主应力方向为0°外,其他点的主应力方向约为-30,°且正方形板料对角线方向应力大于穿过中心边长方向的应力。     

为爆轰驱动激波管配置的巡检数据采集系统

用于爆轰驱动激波管的数据采集系统，采用了ＩＢＭＰＣ系列微机加多通道、高速、高精度ＡＤ板，ＡＤ板的工作方式及相应的包括采集、显示、处理和输出于一体的软件系统，与目前普遍采用的多通道瞬态记录仪采集方式进行比较后，表明本系统价格低廉，数据处理方式更加灵活方便。文末给出了实验曲线并指出使用中应注意的问题。     

氢氧爆轰波与界面的相互作用

用ＴＶＤ格式数模拟了初压在０．１～１．０ＭＰａ，３Ｈ２＋Ｏ２的爆轰波与固壁的反射特性，以及初压在１．０ＭＰａ，３Ｈ２＋Ｏ２的爆轰波与初压在０．００２～０．３ＭＰａ范围内的卸煤气体（Ｎ２）的相互作用特性。并在φ１００ｍｍ的爆轰试验管上进行实验验证。结果表明：串接卸爆段后的反射峰压比不串接卸爆段时降低了８３％左右；定常驱动时间比反射激波时可延长４０％。驱动段产生的定常驱动时间可达到１ｍｓ／ｍ。     

管道系统激波运动的数值模拟

对激波在管道、活塞腔系统内运动的两种数值模型──一维非定常气体运动模型和二维轴对称气体运动模型，进行了数值模拟，其计算曲线（压力曲线、活塞速度、位移曲线）与相应的实验曲线符合较好，表明基于Ｇｏｄｕｎｏｖ格式的激波运动计算方法能成功地处理含有激波且边界条件复杂的管道系统内气体运动问题，因而能较精确地预测管道系统内详细的压力变化过程，特别是预测激波在管道系统内的传播过程。     

远场涡流检测中的相速度分析

对远场的相速特性作了较详细的分析。文中首先从电磁场有限元出发对轴向和径向上的似稳态场相速度作了仿真研究，发现其在空间某些位置上具有稳定的相速，与波特点相似。同时分析了参数μ，σ，ｆ对相速的影响。结果表明，其与电磁波在良导体中传播规律的定性分析相符。最后本文还对瞬态激励下的远场涡流效应作了一定分析，结果再次证明其具有似波特性。