【摘 要】
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空间等离子体的发现以及航空航天事业的发展,极大地推动了天体和空间等离子体物理学的快速发展。空间等离子体中非线性波的传播特性、航天器与飞行环境的相互作用的研究受到国内为越来越多人的关注。本文以等离子体物理学为基础,通过磁流体力学理论建立理论模型,分别运用理论计算及计算机数值模拟方法对该课题进行了研究。首先,利用约化摄动法研究了含有Tsallis非热电子的等离子体中3维电子声孤波,推导得到用来描述这种
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空间等离子体的发现以及航空航天事业的发展,极大地推动了天体和空间等离子体物理学的快速发展。空间等离子体中非线性波的传播特性、航天器与飞行环境的相互作用的研究受到国内为越来越多人的关注。本文以等离子体物理学为基础,通过磁流体力学理论建立理论模型,分别运用理论计算及计算机数值模拟方法对该课题进行了研究。首先,利用约化摄动法研究了含有Tsallis非热电子的等离子体中3维电子声孤波,推导得到用来描述这种电子声孤波的Zakharov-Kuznetsov（ZK）方程及其孤波解。并利用数学软件进行数值模拟,分析得到了Tsallis非热电子分布状态对3维电子声孤波的非线性强度、孤立波的振幅等物理参数及电子声孤波传播特性的影响。其次,利用专业磁流体数值模拟软件USim,从双温磁流体模型出发,参照具体实验装置,模拟等离子体射流遇到带磁场障碍物的过程,以此模型来研究航天器的自带导向场对等离子体的影响。然后,分析导向场的存在及其不同位形对空间等离子体基本物理参数及对航天器与飞行环境相互作用的影响。并讨论航天器自带导向场可以被用来解决空间垃圾回收、缓解黑障、抑制航天器尾部涡旋等问题的可能性。
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