Propagation of interplanetary shocks into the Earth’s magnetosphere

This paper is devoted to the study of propagation of disturbances caused by interplanetary shocks (IPS) through the Earth’s magnetosphere. Using simultaneous observations of various fast forward shocks by different satellites in the solar wind, magnetosheath and magnetosphere from 1995 till 2002, we traced the interplanetary shocks into the Earth’s magnetosphere, we calculated the velocity of their propagation into the Earth’s magnetosphere and analyzed fronts of the disturbances. From the onset of disturbances at different satellites in the magnetosphere we obtained speed values ranging from 500 to 1300 km/s in the direction along the IP shock normal, that is in a general agreement with results of previous numerical MHD simulations. The paper discusses in detail a sequence of two events on November 9th, 2002. For the two cases we estimated the propagation speed of the IP shock caused disturbance between the dayside and nightside magnetosphere to be 590 km/s and 714–741 km/s, respectively. We partially attributed this increase to higher Alfven speed in the outer magnetosphere due to the compression of the magnetosphere as a consequence of the first event, and partially to the faster and stronger driving interplanetary shock. High-time resolution GOES magnetic field data revealed a complex structure of the compressional wave fronts at the dayside geosynchronous orbit during these events, with initial very steep parts (10 s). We discuss a few possible mechanisms of such steep front formation in the paper.     

磁重联区Alfven波及新生离子的加速

利用二维混合数值模拟研究了有速度驱动、低等离子体β值情况下的磁场重联过程，结果表明磁重联过程可以产生Alfven波，该Alfven波动对重新区中的新生离子作用，使得新生离子经历投掷角散射方程，具有球壳分布特征，部分新生离子得到加速，其获得的最大能量约为4（miVA0^2/2)，此加速过程所需的加速时间在100／Ωi量级，是一个极快的加速机制，加速粒子能谱为双幂律谱。     

大气重力波引起的突发钠层的模拟研究

应用钠原子和中性大气分子的质量连续性方程来模拟突发纳层（SSL），垂直风场采用接近实际大气重力波的正弦行波模式，结果较好地反映了SSL的形成过程。SSL的形成时刻在5－15min之间并可持续到30min之后，形成高度大约在90－100km之间，峰宽为0.5-2km之间，这些都与实际观测SSL的特点相符，同时还进一步地研究了当重力波参数（主要指垂直波长和周期）、风速以及常态钠层半宽度发生变化时SSL的变化趋势。     

Solar wind dependence of the Pc1 wave activity

There are a host of factors influencing the excitation of Pc1 geomagnetic pulsations, which are ULF waves in the frequency range between 0.2 and 5 Hz. We have studied carefully the dependence of the pearl-type Pc1 activity at Sodankylä, Finland (L = 5.1) on the plasma density N in front of the magnetosphere, the bulk velocity V of the solar wind, and the intensity B of the IMF. The result is as follows: high values of N and reduced values of V are favorable to appearance of Pc1, whereas the dependence of Pc1 activity on B is practically absent. We also show that the probability of Pc1 occurrence decreases with the interplanetary electric field, and increases with solar wind impact pressure and with the plasma to magnetic pressure ratio “beta”.     

空间尘埃等离子体中尘粒电荷的相关涨落对尘埃磁声波的影响

本文运用自洽的三流体方程组, 考虑了尘埃的充电过程, 得到均匀磁化尘埃等离子体中垂直于磁场传播的尘埃磁声波的色散关系, 结合空间环境讨论了尘埃电荷的相关涨落对尘埃磁声波的影响.      

激波／边界层干扰脉动压力测量技术

建立了激波／边界层干扰脉动压力测试系统。对一组后掠压缩角产生的激波／边界层干扰脉动压力流场进行测量,结果表明,脉动压力时均值及其分布与静态测量得到的结果一致。测量还发现在实验的锥形干扰范围内,未出现类似于二维干扰中由非定常低频振荡激波引起的间歇现象。     

太阳风里高能电子自发辐射的Langmuir波

本文讨论太阳风里太阳耀班高能电子产生的Langmuir波的自发辐射。理论估计得出,在时间尺度γ_km-1内,Langmuir波自发辐射的电场幅值约为10-3-10-2mV/m(依赖于高能电子速度分布的具体形式),这里γ_km为在波数k处的峰增长率。此理论结果比飞船在太阳风里的观测值低2-3个数量级。因此认为,太阳风里自发辐射产生的Langmuir波辐射是可以忽略的。      

相控阵天线扫描盲点抑制技术研究进展

文章分析了具有接地介质板结构和波导结构的相控阵扫描盲点产生的物理机制,阐述了盲点产生满足的条件.对如何预测扫描盲点位置进行了详述.现有的扫描盲点抑制技术有：（1）子阵技术、（2）背腔技术、（3）DGS技术（Defected Grounded Structure）、（4） EBG技术（Electromagnetic Band-Gap）、（5）电磁超材料技术.文章总结分析了各自的优缺点.     

横向气流中液体圆柱射流的破碎特性和表面波现象

采用高速摄像仪对横向气流场中的圆形液体射流的圆柱破碎过程(低Weber数)进行了实验研究.实验采用直射式喷嘴,喷孔直径为0.3mm和0.5mm,喷嘴长径比均为40.实验工质采用水.Weber数为1.7~7,液/气动量通量比为3.4~83.实验观察了表面波现象及射流破碎形成的液滴的尺寸及其速度.观测发现,表面波波长随着气流Weber数的对数的增加而线性减小.破碎后形成的液滴直径 d_p/d₀与Weber数的对数成正比.液滴的初始x方向速度与y方向速度大小与液滴直径无关.在实验范围内,液滴y方向速度均不随Weber数和液/气动量通量比的变化,约为初始射流速度的0.94倍;而液滴x方向速度约为0.085倍的气流速度.对表面波和破碎后形成的液滴尺寸及速度的研究有助于构建更精确的初始雾化模型.      

单激励直线行波超声马达定子振动特性研究

利用弹性动力学理论对半无限长弹性细长梁进行了分析,得出在弹性细长梁上激励出大振幅弯曲行波振动的条件,对以此为基础研制的直线超声行波马达的定子进行了振动特性分析,着重分析了行波反射对定子振动状态的影响,认为一般情况下定子上的振动是含有驻波场的行波,并对不同反射系数条件下的定子振动波形进行仿真,最后通过实验研究了驻波场对超声马达驱动特性的影响.