Simultaneous observations of the plasma density on the same field line by the CPMN ground magnetometers and the Cluster satellites

By applying the cross-phase method and the amplitude-ratio method to magnetic field data obtained from two ground stations located close to each other, we can determine the frequency of the field line resonance (FLR), or the field line eigenfrequency, for the field line running through the midpoint of the two stations. From thus identified FLR frequency we can estimate the equatorial plasma mass density (ρ)$(\rho )$ by using the T05s magnetospheric field model [Tsyganenko, N.A., Sitnov, M.I. Modeling the dynamics of the inner magnetosphere during strong geomagnetic storms, J. Geophys. Res. 110, A03208, 2005] and the equation of Singer et al. [Singer, H.J., Southwood, D.J., Walker, R.J., Kivelson, M.G. Alfven wave resonances in a realistic magnetospheric magnetic field geometry, J. Geophys. Res. 86 (A6) 4589–4596, 1981].     

实心转子—电磁轴承系统的损耗分析

当径向电磁轴承中的转子旋转时,转子中将产生涡流。当转子为非叠片结构时,所产生的涡流较大,此涡流将改变电磁轴承气隙回路中的磁场。因此,作用在转子上的磁场力除磁浮力之外,还将作用有切向力,此切向力将产生磁阻尼,引起能量损耗。本文提出了一实心转子—电磁轴承系统的磁场分布模型,给出了相应磁浮力和切向力的计算公式,以实际系统为例,进行了相应计算和损耗分析,并在实际系统上进行了实验。结果表明计算与实验较吻合。      

Mid-Latitude Pc1, 2 Pulsations Induced by Magnetospheric Compression in the Maximum and Early Recovery Phase of Geomagnetic Storms

We investigate the properties of interplanetary inhomogeneities generating long-lasting mid-latitude Pc1, 2 geomagnetic pulsations. The data from the Wind and IMP 8 spacecrafts, and from the Mondy and Borok midlatitude magnetic observatories are used in this study. The pulsations under investigation develop in the maximum and early recovery phase of magnetic storms. The pulsations have amplitudes from a few tens to several hundred pT andlast more than seven hours. A close association of the increase (decrease) in solar wind dynamic pressure (Psw) with the onset or enhancement (attenuation or decay) of these pulsations has been established. Contrary to high-latitude phenomena, there is a distinctive feature of the interplanetary inhomogeneities that are responsible for generation of long-lasting mid-latitude Pc1, 2. It is essential that the effect of the quasi-stationary negative Bz-component of the interplanetary magnetic field on the magnetosphere extends over 4 hours. Only then are the Psw pulses able to excite the above-mentioned type of mid-latitude geomagnetic pulsations. Model calculations show that in the cases under study the plasmapause can form in the vicinity of the magnetic observatory. This implies that the existence of an intense ring current resulting from the enhanced magnetospheric convection is necessary for the Pc1, 2 excitation. Further, the existence of the plasmapause above the observation point (as a waveguide) is necessary for long-lasting Pc1 waves to arrive at the ground.      

活动区新浮磁流和暗条的激活

用数值计算方法探讨了新浮磁流驱动下暗条运动的基本规律。计算表明,活动区新浮磁流是驱动暗条运动导致暗条激活的有效机制之一,这个过程是通过暗条电流和背景磁场的相互作用来实现的。当选取不同强度的浮现磁流时,暗条可出现周期性振荡、激活上升和闪烁;此外,对同极性磁流浮现,当浮现强度足够强时,暗条一开始就会下沉。      

强磁场结构在行星际空间膨胀的数值模拟

本文研究了强磁场结构在18—240R_s的行星际空间的膨胀效应。模拟结果表明, 强磁场结构的膨胀能够形成典型的磁云剖面结构;膨胀速度明显依赖于磁场强度的大小;强磁场结构运动的速度直接影响到它的动力学特性。      

TSC式消弧线圈的涌入电流及其抑制

电容器涌入电流的抑制,是TSC式消弧线圈设计中要考虑的一个重要问题.文章对TSC式消弧线圈的工作原理和运行特点进行了分析,对电容器投入电网运行时的涌入电流分两种情况进行了研究,得出了TSC式消弧线圈涌入电流的计算方法.最后给出抑制涌流的两种方法-零压差投入和串联扼流线圈.     

磁悬浮飞轮转子系统的快速Terminal滑模控制

针对磁悬浮飞轮(MSFW)高精度控制的要求,提出了磁悬浮飞轮转子的快速Terminal滑模控制(FTSMC)以实现其鲁棒控制。建立了MSFW动力学方程,对MSFW受控自由度引入交叉反馈设计实现了各自由度解耦,分析并选取了三阶非线性微分跟踪器得到所需的微分信号,设计了快速Terminal滑模控制器,并利用Lyapunov函数证明了该控制系统的稳定性。仿真结果表明,与采用普通滑模控制相比,该控制系统具有状态响应快、系统状态在设定时间内迅速收敛以及抖振小等特点。     

2000年4月磁暴期间武汉地区F电离层突然抬升现象

2000年4月6-7日的大磁暴(Dst最小值达到-317nT),急始(SSC)在6日1640UT左右出现,随后磁暴主相开始,约在7日0013UT进入恢复相.磁暴主相前期武汉地区F区电离层出现突然抬高现象,在2h内h′F和h_mF₂分别较暴前日增加约200km.此期间台湾中沥也几乎同时出现了F区电离层突增现象.磁暴主相前期f₀F₂较暴前日下降1.6MHz,其变化幅度在f₀F₂逐日变化起伏范围内,但7日f₀F₂最大值明显低于4-6日暴前水平,并伴随着波动特征.认为此次磁暴主相前期武汉地区F区电离层突增现象,可能和夜间磁暴常出现的扰动东向电场有关.      

磁场重联中的哨声波与Hall效应

数值研究Hall电流效应对于重联动力学特征及波动特性的影响.结果表明,具有强Hall效应的算例,重联出流区张角大,重联率高.对于不同Hall效应的算例,应用快速傅里叶变换(FFT),将平面外磁场By分量和(x,z)平面内的速度分量vx,vz位于给定点的时间序列转换为功率谱,并对电场E采用最小方差分析法,确定波的传播方向与偏振特性.研究发现,在强Hall效应的算例中,磁分界线附近存在具有典型特征的哨声波,Hall效应减弱,则波动信号减弱.上述结果表明,Hall电流效应对重联动力学特征具有重要影响,是产生哨声波和快速重联率的关键因素;此外,对于强Hall效应的算例,磁分界线附近哨声波幅度与平面内场向电流Jp间存在正相关关系,它从另一个侧面展示了哨声波与Hall效应间的重要联系.      

地磁传感器在自旋导弹惯测组合中的应用研究

为了提高自旋导弹控制的性能,采用自旋导弹的惯测组合来扩充实时测量导弹在飞行过程中运动状态的能力。由于目前速率陀螺的量程和精度都不能满足测量自旋导弹大旋转速度的需求,因此在惯测组合中用地磁场传感器代替速率陀螺来测量绕弹体纵轴的角速度。本文主要利用地磁场传感器组合对自旋导弹滚转角、滚转周期的确定原理及工程可实现性进行研究,给出了采用敏感轴分别在弹体坐标系Oy1和Oz1方向的2个地磁场传感器实现自旋角速度测量的结构设计,分析了产生奇异的条件和地磁场传感器惯测组合的可行性,推导了利用地磁场传感器实现滚动角和滚动周期测量的计算公式和计算流程,对所研究的结果通过了实物试验验证。