广义R-T不稳定性非线性演化分析——特征线法求解析解的尝试
摘要
本文尝试用一种解析方法,即特征曲线法,研究R-T不稳定性非线性演化和等离子体泡生成过程。文中从描述夜间赤道电离层的守恒方程出发,利用特征线方法进行求解守恒方程,分别得到背景电场为均匀电场和背景电场存在空间变化时的电子密度和粒子通量随时间变化的解析表达式,同时探讨了电场的空间变化对广义R-T不稳定性非线性过程的影响。数值计算结果表明,电子密度随时间的变化与非线性数值模拟的结果相近,能描述R-T不稳定性的非线性演化过程,这意味着通过解析方法来研究R-T不稳定性的非线性过程是一种可行的方法。结果还表明,电场的空间梯度不仅在R-T不稳定性的线性发展阶段存在影响,同时对R-T不稳定性的非线性演化也存在影响,电场的空间梯度可能是导致不规则结构生成和发展的一种重要因素。另一方面,这种解析方法得到的结果与数值模拟结果相比,还存在一些不足,并不能完全展现等离子体耗尽的全部特性,如等离子体耗尽的西向倾斜等。这需要解析求解方法的进一步完善。