YNAO OpenIR  > 太阳物理研究组
日冕喷流中的Kelvin-Hemholtz不稳定性数值模拟研究
其他题名Numerical Studies of the Kelvin-Hemholtz Instability in the Coronal Jet
赵天乐
学位类型硕士
导师林隽 ; 倪蕾
2018-07-01
学位授予单位中国科学院大学
学位授予地点北京
学位专业天体物理
关键词太阳:日冕喷流 K-H 不稳定性 引导场 方法:数值模拟
摘要在这个工作中,我们通过 2.5 维磁流体力学数值实验的方法研究了日冕 EUV 波段 喷流中的 Kelvin-Hemholtz(K-H)不稳定性。喷流是由浮现磁场和日冕背景磁场重联驱 动下产生的。数值结果显示在 K-H 不稳定性出现之前,沿喷流方向大部分区域的阿尔 芬马赫数范围在 5-14 之间(局部区域远远超过 14)。K-H 不稳定性发生的过程中,沿着 喷流方向形成多个涡旋状的高温和高密度的等离子体团,磁场也被卷起来导致涡旋状结 构中发生多处磁重联而产生许多 X 点和湍流的碎片电流结构。当主电流片中出现磁岛 后,重联外流区喷出的等离子体总的动能减少,以至于不能支撑喷流中的涡旋等离子体 团,喷流中的涡旋状结构逐渐被瓦解,K-H 不稳定性消失。在保持其它参数和物理条件 不变的情况下,通过对比强引导场和弱引导场对喷流演化过程的影响。我们发现强引导 场会使主电流片中的磁岛结构出现的更早,从而导致 K-H 不稳定性更早被抑制,旋涡 状结构相对于弱引导场情况下更不明显。随着磁场浮现的速度减小,K-H 不稳定性出现 的越晚,涡旋等离子体团中的最高温度会逐渐变低、并且涡旋结构越小。
其他摘要The Kelvin-Hemholtz (K-H) instability in the corona EUV jet is studied via 2.5 MHD numerical simulations. The jet results from magnetic reconnection due to the interation of the new emerging magnetic field and the pre-existing magnetic field in the corona. Our results show that the Alfvén Mach number along the jet is about 5-14 just before the instability occurs, and it is even higher than 14 at some local areas. During the K-H instability process, several vortex- like plasma blobs of high temperature and high density appear along the jet, and magnetic fields have also been rolled up and the magnetic configuration including anti-parallel magnetic fields forms, which leads to magnetic reconnection at many X-points and current sheet fragments inside the vortex-like blob. After magnetic islands appear inside the main current sheet, the total kinetic energy of the reconnection outflows decreases, and cannot support the formation of the vortex-like blob along the jet any longer, then the K-H instability eventually disappears. We also present the results about how the guide field and the flux emerging speed affect the K-H instability. We find that the strong guide field inhibits the shock formation in the reconnection upward outflow regions but helps secondary magnetic islands appear earlier in the main current sheet, and then apparently suppresses the K-H instability. As the speed of the emerging magnetic field decreases, the K-H instability appears later, the highest temperature inside the vortex blob gets lower and the vortex structure gets smaller.
学科领域天文学 ; 太阳与太阳系 ; 太阳物理学
学科门类理学 ; 理学::天文学
页数62
语种中文
文献类型学位论文
条目标识符http://ir.ynao.ac.cn/handle/114a53/25400
专题太阳物理研究组
作者单位中国科学院云南天文台
第一作者单位中国科学院云南天文台
推荐引用方式
GB/T 7714
赵天乐. 日冕喷流中的Kelvin-Hemholtz不稳定性数值模拟研究[D]. 北京. 中国科学院大学,2018.
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