无碰撞激波是宇宙空间中常见的物理现象,并且是有效的高能粒子加速器,特别是在宇宙中的大尺度高强度的无碰撞激波可以将带电粒子加速到相当高的能量,形成银河宇宙射线、异常宇宙射线等等。在本文中,我们利用二维混合模拟研究了准垂直激波和准平行激波中波动的激发、结构的演化和粒子动力学过程。具体结论如下：1.低马赫数准垂直激波情形下游粒子环状速度分布低马赫数准垂直激波情形下,上游质子穿越激波面后会形成环状速度分布,环状速度分布所带来的平均速度的扰动,使得磁场也会产生对应的扰动来保证总压力平衡。我们利用二维混合模拟得到了这样的结果,并同时加入了4%的氮离子,来研究氮离子的环状速度分布对磁场结构的影响。发现由于粒子数比较小,氦离子并没有对质子的环状速度分布和磁场结构带来明显的影响：并且,由于氦离子的荷质比较小，氦离子在速度相空间中的环状速度分布的半径要比质子的大,同时持续的时间要比质子的更久。2.准垂直激波下游波动和粒子速度分布的演化利用二维混合模拟,我们研究了准垂直激波下游波动的激发。低马赫数激波情形下,质子和氦离子穿越激波面之后均会在相空间中形成环状速度分布；质子的环状速度分布很快被磁场的扰动所破坏,不能激发离子回旋波；而对于氦离子,其破坏过程较慢,直到较远的下游,氦离子才开始激发回旋波,这些波动将氮离子自身散射成为球壳状速度分布,并最终散射成为双麦克斯韦分布；质子和氦离子的等离子体β较小,所以没有磁镜波的激发。中等马赫数激波情形下,质子和氦离子穿越激波面后同样出现了环状速度分布,同时也出现了少量的反射质子；质子和氮离子均在激波面下游激发了离子回旋波,但是质子是从激波面就开始激发离子回旋波,而氮离子直到较远的下游才开始激发离子回旋波,这些波动将氮离子散射成为了球壳状速度分布,并最终散射成为了双麦克斯韦分布；同样由于较小的等离子体夕,并没有磁镜波的激发。高马赫数激波情形下,质子和氮离子也同样出现了环状速度分布,但是很快即被破坏掉,同时也出现较大比例的反射粒子：质子和氮离子均从激波面即开始激发离子回旋波；氮离子也同样在下游被散射成为了球壳状速度分布,并最终被散射成为了双麦克斯韦分布,但是却不能肯定是来自氦离子激发的离子回旋波的贡献,即不能肯定氮离子激发的离子回旋波在下游是占主导的；粒子在下游加热较快,等离子体β增长也较快,下游有磁镜波的激发。3.二维准平行激波中的粒子动力学和下游高速流的产生准平行激波中运动到上游的反射粒子与上游入射粒子相互作用可以激发上游低频波动。这些上上游波动会与激波面相互作用,使得激波面变得并不平整,即布满了涟漪。上游波动,或者说涟漪,使得沿着激波面的重构过程并不协调统一,同时也使得沿激波面的粒子动力学过程也变得不同。在激波面涟漪的两侧,由于电磁场结构的不同,粒子动力学过程也不同,在涟漪的下半侧,会有较多的粒子被反射和加速,而在涟漪上半侧,粒子更倾向于直接穿越激波面,并形成下游冷的高速粒子束流。并且,从我们详细研究了我们模拟中出现的下游高速流,发现模拟中出现的下游高速流与地球舷激波磁鞘中观测到的高速流的特征是相似的。4.二维准平行激波中的粒子加速过程利用二维混合模拟,我们发现,被激波反射的粒子首先会紧贴激波面运动,并同时被加速,这是第一阶段的加速；之后,粒子获得了较大的能量,可以到达靠近激波面的上游,并被束缚在上游波动和激波面之间被加速,这是第二阶段的加速。经过两个加速阶段,部分粒子运动到激波远下游,部分运动到远上游。还有部分粒子可经历第三个阶段的加速过程,即粒子在上下游波动之间来回弹跳并被加速,这一加速过程类似激波扩散加速；经过三个加速阶段的粒子的最终能量是明显大于经过两个阶段加速的粒子能量的,并且经过三个阶段的粒子也有两个部分,一部分运动到远下游,另一部分运动到远上游。