背景。以剪切流为特征的磁化等离子体存在于许多自然环境中,例如地球磁层顶和太阳风。所涉及等离子体的无碰撞性质需要动力学描述。当剪切层的宽度为离子尺度数量级时,可以采用混合 Vlasov-Maxwell 方法。目的。这项工作的目的是在混合 Vlasov-Maxwell 描述中推导出具有平面剪切流的磁化等离子体稳态配置的显式形式。考虑两种配置:第一种是相对于体积速度倾斜的均匀磁场,第二种是均匀幅度可变方向的磁场。方法。我们通过结合单粒子运动常数获得了稳态离子分布函数,这是通过研究粒子动力学得出的。考虑背景电磁场的局部近似,通过分析推导出关于分布函数形式的初步信息。然后建立了数值方法来获得一般分布的解。结果。我们确定了显式分布函数,使我们能够获得密度、体积速度、温度和热通量的分布。还评估了分布函数中的各向异性和无磁性。在均匀斜磁场情况下检查了数值模拟过程中解的平稳性。结论。这里考虑的配置可以用作开尔文-亥姆霍兹不稳定性模拟中地球磁层顶的模型。
摘要 基于四颗磁层多尺度航天器穿越地球弓形激波期间的高时间分辨率数据,评估了无碰撞等离子体激波前沿等离子体熵的演变和等离子体能量重新分布的过程。将离子分布函数分离为激波附近具有不同特征行为的群体:上游核心群体、反射离子、回旋离子、激波附近捕获的离子和下游核心群体。分别确定了这些群体的离子和电子矩值(密度、体积速度和温度)。结果表明,随着静电势的增加,太阳风核心群体体积速度主要在斜坡处减慢,而不是像假设的那样在足部区域减慢。反射离子群体决定了足部区域的性质,因此足部区域的质子温度峰值是不同离子群体相对运动的结果,而不是任何离子群体热速度的实际增加。评估的离子熵表明,激波的整个过程中出现了显著的增加:离子熵的增强发生在激波前沿的脚部和斜坡处,反射离子与上游太阳风离子一起出现,各向异性不断增加,产生了离子尺度静电波的爆发。激波的电子熵没有显示出显著的变化:电子加热几乎是绝热的。统一天文学词库概念:太阳风 ( 1534 ) ;行星弓形激波 ( 1246 )