磁场重联

摘要： 磁场重联是等离子体中磁能转化为等离子体能量的重要物理机制之一,与太空中许多爆发现象密切相关.磁场重联是一个跨尺度的物理过程,其中发生在电子尺度的物理过程是影响重联触发和快速进行的关键,因此一直备受关注.2015年磁层多尺度(MMS)卫星发射后,其提供的前所未有的高精度观测数据使我们对电子尺度的物理过程有了新的认识.文章主要根据MMS卫星的观测结果,对磁场重联中电子尺度物理过程的最新研究进展进行了简要总结.我们将重联区域划分为电子扩散区、离子扩散区以及重联出流区,从多个角度总结了其中发生的电子尺度物理过程,主要涉及以下内容:电子扩散区在入流或出流方向上可以形成多层结构,其形成过程可能涉及到多种不稳定性;电子扩散区内的新月形分布受Hall电场以及电子曲折运动等多种因素的影响,使得某些情况下该区域内的电子分布不再呈现出新月形分布;电子扩散区内的等离子体波动可以有效地加热电子以及提供反常电阻来打破磁冻结条件,在重联中起到了关键作用;电子扩散区中的非理想电场可以由电子压强张量项平衡,但有些事件中反常电阻项可能占据主导;离子扩散区中电子尺度相干结构的形成和演化过程对能量转换和耗散十分重要,包括磁岛合并驱动的湍流过程、开尔文—亥姆霍兹不稳定性触发的次级重联以及动理学尺度磁洞的形成等;重联出流区中磁通量绳之间的合并以及磁通量绳与背景磁场的重联可以通过多尺度耦合释放磁能,并且磁通量绳内部可以通过多种加速机制激发高能电子的产生;重联锋面附近往往对应着各种等离子体不稳定性以及强电流结构,在磁能释放中起到了重要作用.此外,我们简单探讨了磁场重联在电子尺度的触发机制,如湍流中的唯电子重联以及磁尾由电子动理学驱动的磁重联等.最后讨论了多尺度耦合过程在磁重联中的重要性以及目前尚未解决的部分关键科学问题.

摘要： 在Petschek模型中,排空区边界处的一对慢激波是能量耗散的重要机制.已有大量行星际空间的Petschek型磁场重联排空区观测事件被报道,但是只有少量的排空区边界处观测到了慢激波.针对一例位于磁云边界层中的Petschek型磁场重联排空区观测事件,在排空区靠近磁云一侧边界处证认了一例慢激波.激波跃变层两侧的磁场和等离子体参数满足Rankine-Hugoniot关系,且激波上下游的中间马赫数均小于1,上游的慢马赫数为2.94(＞1),下游的慢马赫数为0.65(＜1),符合慢激波的观测特征.磁云内部的等离子体β值很低,局地阿尔芬速度高,同时磁云边界层中可能发生丰富的磁场重联活动,这可能是磁云前边界处慢激波形成的原因.

摘要： 以南昌大学自主建设的高性能计算集群为研究平台,首先采用Linpack程序对集群系统性能进行测试,分别给出了不同矩阵规模N,矩阵分块大小NB,处理器网格中水平方向的处理器数P,垂直方向处理器数Q 4种条件下的并行计算性能.利用自主开发的全粒子模拟程序进行了二维磁场重联模拟研究,计算结果表明,在磁场重联过程中,满足Kelvin-Helmholtz不稳定条件下的电子涡旋可以激发亚离子尺度磁岛,同时给出了离子尺度的磁岛发生合并的过程,证明了电子尺度动力学过程在磁场重联中的重要作用.

摘要： 中科院国家空间科学中心空间天气学国家重点实验室张永存等利用TC-1数据，对向阳面磁场重联事件进行个例分析和统计分析后．获得了非对称重联的丰富特征．相关论文发表于《科学报告》。磁场重联是将磁化等离子体内磁场能量转化为粒子动能和热能的重要物理过程．是打开磁层顶将太阳风能量输入地球空间的主要机制。在电流片两侧等离子体具有非对称结构的情况下．磁场重联过程会表现出不同于对称重联的显著特征。”

摘要： 采用混合模拟法研究地球远磁尾磁场重联过程，分析了离子温度的特性及其在出流区的动力学问题。磁场重联过程使离子温度在等离子体片边界层中显著升高的同时，在重联边界层过渡区表现出了十分明显的T‖>T⊥的温度各向异性，而激波的上游区温度情况却与之相反。速度分布的模拟结果显示，出流区离子速度分布随着磁场重联的发展和演化逐渐偏离了初始的麦克斯韦分布，出现部分球壳状的分布。重联进一步演化之后，离子在速度空间分离成两部分，形成类哑铃状分布位形。

摘要： Employing the CIP method for the numerical simulation, the behavior of the magnetic island evolution in the resistive magnetic fluid was simulated for long time based on the theory of magnetic fluid. It is found that fluid evolution after magnetic island saturation has not ended yet, magnetic reconnection will lead to a macroscopic shear flow. This physical picture can be used to explain the magnetic fluid behavior observed during the tokamak plasma L-H mode transition.%基于磁流体理论利用CIP方法数值对电阻磁流体中的磁岛演化动力学行为进行了长时间模拟。研究发现，磁岛饱和后流体演化并未结束，磁场重联将导致流体的宏观剪切流动。这一物理图象可用于解释托卡马克等离子体L-H模转换过程中观察到的磁流体行为。

摘要： Geotail卫星于2003年5月15日在近地磁尾观测到磁场重联并穿越重联耗散区.卫星从尾向—南尾瓣一侧穿越磁场重联耗散区到地向北尾瓣一侧的过程中,随着等离子体流反向,霍尔磁场(By)被观测到.本文研究了该磁场重联耗散区内的低混杂波.观测结果显示,在磁场重联耗散区核心及其附近区域观测到在低混杂频率附近存在强烈的等离子体波动的增强,其传播方向主要垂直于背景磁场,该等离子体波动为低混杂波.前人的模拟结果认为,当磁场重联得到充分发展之前,低混杂波将消失.本文的观测结果充分说明,当磁场重联充分发展之后,在核心区域仍然存在增强的低混杂波,说明低混杂波贯穿磁场重联的整个发展过程.这种观测结果与计算机等离子体模拟的结果有所不同.本文的观测对低混杂波在磁场重联中的具体表现提供了新的观测证据并有可能修正前人的理论.

摘要： 磁场重联是日地空间中基本的等离子体过程之一,其出流区边界处间断面结构对磁能的转化起着非常重要的作用.从82个已报道的磁场重联事件入手,利用WIND,ACE等卫星的观测资料,对重联出流区边界的间断面进行认证并做了相关的统计分析.主要通过R-H关系拟合,并结合间断面上下游等离子体特征和磁场特性,以及多个卫星观测方法对间断面类型进行认证.已报道事件大都以Petschek-type理论模型作为基础,慢激波则在此模型中起着非常重要的作用.

摘要： Geotail卫星于2003年5月15日在近地磁尾观测到磁场重联并穿越重联耗散区.卫星从尾向-南尾瓣一侧穿越磁场重联耗散区到地向-北尾瓣一侧的过程中,随着等离子体流反向,霍尔磁场(By)被观测到.本文研究了该磁场重联耗散区内的低混杂波.观测结果显示,在磁场重联耗散区核心及其附近区域观测到在低混杂频率附近存在强烈的等离子体波动的增强,其传播方向主要垂直于背景磁场,该等离子体波动为低混杂波.前人的模拟结果认为,当磁场重联得到充分发展之前,低混杂波将消失.本文的观测结果充分说明,当磁场重联充分发展之后,在核心区域仍然存在增强的低混杂波,说明低混杂波贯穿磁场重联的整个发展过程.这种观测结果与计算机等离子体模拟的结果有所不同.本文的观测对低混杂波在磁场重联中的具体表现提供了新的观测证据并有可能修正前人的理论.

摘要： We report the first evidence for a large-scale reconnection exhaust newly initiated in the solar wind using observations from three spacecraft:ACE,Wind and ARTEMIS P2.We identified a well-structured X-line exhaust using measurements from ARTEMIS P2 in the downstream solar wind.However,in the upstream solar wind,ACE detected the same current sheet that corresponds to the exhaust identified by ARTEMIS P2 data without showing any reconnection signals.We cannot either find any reconnection signals from Wind that was located between ACE and ARTEMIS P2.Within the exhaust,a magnetic island is identified,which is not consistent with the quasi-steady feature as previously reported and gives further evidence for that the reconnection is newly initiated.Our observations show that the entering of energetic particles probably from Earth's bow shock makes the crucial difference between the non-reconnecting current sheet and the exhaust.Since no obvious driving factors are responsible for the reconnection initiation,we infer that these energetic particles probably play an important role in the reconnection initiation.Theoretical analysis also shows supports for this potential mechanism.

摘要： 我国双星计划的两颗卫星运行于目前国际上地球空间探测卫星尚未覆盖的重要活动区.两颗卫星相互配合,构成具有创新特色的星座式独立探测体系,并与欧空局Cluster计划的四颗卫星相互配合,形成了空间六点探测,提供了地球空间暴多层次和多时间尺度物理过程的良好机遇.本文介绍空间中心在研制星上载荷中取得的成果,以及双星应用系统对探测一号、二号两颗卫星以及Cluster四颗卫星的探测数据进行了处理、分析和研究,在磁重联基本过程、磁层顶磁通量管、磁层亚暴过程等方面取得的有原创性或前沿性的新成果.

摘要： 我国双星计划的两颗卫星运行于目前国际上地球空间探测卫星尚未覆盖的重要活动区.两颗卫星相互配合,构成具有创新特色的星座式独立探测体系,并与欧空局Cluster计划的四颗卫星相互配合,形成了空间六点探测,提供了地球空间暴多层次和多时间尺度物理过程的良好机遇.本文介绍空间中心在研制星上载荷中取得的成果,以及双星应用系统对探测一号、二号两颗卫星以及Cluster四颗卫星的探测数据进行了处理、分析和研究,在磁重联基本过程、磁层顶磁通量管、磁层亚暴过程等方面取得的有原创性或前沿性的新成果.

摘要： 我国双星计划的两颗卫星运行于目前国际上地球空间探测卫星尚未覆盖的重要活动区.两颗卫星相互配合,构成具有创新特色的星座式独立探测体系,并与欧空局Cluster计划的四颗卫星相互配合,形成了空间六点探测,提供了地球空间暴多层次和多时间尺度物理过程的良好机遇.本文介绍空间中心在研制星上载荷中取得的成果,以及双星应用系统对探测一号、二号两颗卫星以及Cluster四颗卫星的探测数据进行了处理、分析和研究,在磁重联基本过程、磁层顶磁通量管、磁层亚暴过程等方面取得的有原创性或前沿性的新成果.

摘要： 本发明涉及无线重联控制领域，公开了一种用于无线重联设备的方法和无线重联设备。该方法包括第一无线重联设备在异常重启的情况下确定该第一无线重联设备是否重启成功；在确定重启成功时向第二无线重联设备发送无线重联编组信息的请求；第二无线重联设备接收并响应于该请求将存储在第二无线重联设备存储器中的无线重联编组信息发送给第一无线重联设备；以及第一无线重联设备接收该无线重联编组信息并将该无线重联编组信息存储在该第一无线重联设备的存储器中。该无线重联设备包括处理器、收发信机和存储器。藉此，实现了无线设备在重启后自愈恢复到重启前编组状态或最新编组状态。

摘要： 本发明提供一种机车重联识别设备、机车和机车重联识别方法。该设备包括采集所述机车的车头重联信号的车头信号采集电路，所述车头信号采集电路与机车车头上的插座和插头连接；采集所述机车的车尾重联信号的车尾信号采集电路，所述车尾信号采集电路与机车车尾上的插座和插头连接；接收其他机车的重联信号并发送本车重联信号的信号接口电路，所述重联信号为机车的车头重联信号和车尾重联信号组合在一起的信号；用于根据所述机车的车头重联信号、车尾重联信号和其他机车的重联信号生成重联运行方向表，并将重联运行方向表发送至所述机车的车辆控制室的信号处理电路。本发明技术方案可有效对机车重联进行识别，提高机车重联识别的实时性和准确性。

摘要： 本发明公开了一种用于空间磁重联约束的可调节磁场发生装置，通过改变每饼线圈接入的匝数，可以改变单饼线圈连接入电源的安匝数，从而改变磁场的分布。每饼线圈都通过绕制后，通过绝缘树脂浇注固定，同时在线圈的正上方开有多出孔槽分别对应每匝线圈用于外接电流引线，电流引线的与线圈的固定采用螺栓固定，同时在不需要连接电流引线的孔槽处，采用绝缘树脂进行封盖。每两饼线圈之间的电流引线采用包裹磁屏蔽材料的金属电流连接件而成，为了方便与改变电流连接件的长度，可根据每两饼线圈连接的位置，增加或减少连接件的长度，因而适应每两饼线圈之间的电流引线的间距变化。本发明可以调节磁场产生的大小，针对性构造实验所需要的磁场分布。

摘要： 本发明公开了一种动车组重联试验方法及装置、动车组重联试验系统。其中，该方法包括：获取重联指令和重联操作指令；根据重联指令选择待连挂动车组；根据重联操作指令将待连挂动车组与重联连接设备进行重联。本发明解决了相关技术中对动车组进行重联试验时效率较低的技术问题。

摘要： 本发明涉及无线重联控制领域，公开了一种用于无线重联设备的方法和无线重联设备。该方法包括第一无线重联设备在异常重启的情况下确定该第一无线重联设备是否重启成功；在确定重启成功时向第二无线重联设备发送无线重联编组信息的请求；第二无线重联设备接收并响应于该请求将存储在第二无线重联设备存储器中的无线重联编组信息发送给第一无线重联设备；以及第一无线重联设备接收该无线重联编组信息并将该无线重联编组信息存储在该第一无线重联设备的存储器中。该无线重联设备包括处理器、收发信机和存储器。藉此，实现了无线设备在重启后自愈恢复到重启前编组状态或最新编组状态。

摘要： 本发明公开了一种列车编组重联方法，包括：S1.建立列车重联编组中各通信终端的实际地址与虚拟地址之间的映射关系；S2.编组重联装置侦听所述编组网络中的数据包，并判断所述数据包的源地址与目的地址是否位于同一编组网络，是则跳转至步骤S2，否则跳转至步骤S3；S3.编组重联装置对该数据包中的目的地址进行实际地址与虚拟以址之间的转换，生成转发数据包；S4.编组重联装置将所述转发数据包发送至目的地址所在编组网络。一种列车编组重联装置，包括第一网络收发模块、第二网络收发模块、网关转换模块、地址映射模块。具有可灵活、自由实现不同列车之间的重联编组，编组可靠、稳定等优点。

摘要： 本实用新型公开了一种用于空间磁重联约束的可调节磁场发生装置，通过改变每饼线圈接入的匝数，可以改变单饼线圈连接入电源的安匝数，从而改变磁场的分布。每饼线圈都通过绕制后，通过绝缘树脂浇注固定，同时在线圈的正上方开有多出孔槽分别对应每匝线圈用于外接电流引线，电流引线的与线圈的固定采用螺栓固定，同时在不需要连接电流引线的孔槽处，采用绝缘树脂进行封盖。每两饼线圈之间的电流引线采用包裹磁屏蔽材料的金属电流连接件而成，为了方便与改变电流连接件的长度，可根据每两饼线圈连接的位置，增加或减少连接件的长度，因而适应每两饼线圈之间的电流引线的间距变化。本实用新型可以调节磁场产生的大小，针对性构造实验所需要的磁场分布。

摘要： 本实用新型公开了一种电力机车重联试验专用重联线缆，包括防护套管、多芯线缆、两芯屏蔽线缆和内置有插孔的电缆插头。多芯线缆和两芯屏蔽线缆置于防护套管内，形成线束，线束两端分别插入所述电缆插头。具有结构简单，便于操作的特点，本实用新型解决了使用机车运用专用重联线缆需进行调车作业且故障查找缓慢的难题，同时可跨轨道进行试验，提高了试验效率，避免了因调车作业带来的安全风险，具有较强的实用性。

摘要： 本发明公开了一种空间磁场重联现象模拟装置，由真空舱、电源系统、等离子体流发射装置、磁场电流板、诊断系统组成。真空舱用于提供空间磁场重联模拟所需要的真空环境，电源系统由等离子体源、加热源、磁约束电源、电流板脉冲电源组成，等离子体发射装置采用旁热式氧化物阴极等离子体源，通过加热等离子体源刺激阴极激发产生等离子体流。磁场电流板为两块平行的电流板用于构建空间磁场重联现象所需的磁场位型，诊断系统采用内置探针用于在真空舱内置空间不同位置以检测磁场重联现象的发生，诊断系统由电子系统控制。通过该装置可以进行大尺度的空间磁场重联现象模拟，更好的从实验的角度探索空间磁场重联发生机理并试探性的进行相关实际应用。

摘要： 本实用新型公开了一种空间磁场重联现象模拟装置，由真空舱、电源系统、等离子体流发射装置、磁场电流板、诊断系统组成。真空舱用于提供空间磁场重联模拟所需要的真空环境，电源系统由等离子体源、加热源、磁约束电源、电流板脉冲电源组成，等离子体发射装置采用旁热式氧化物阴极等离子体源，通过加热等离子体源刺激阴极激发产生等离子体流。磁场电流板为两块平行的电流板用于构建空间磁场重联现象所需的磁场位型，诊断系统采用内置探针用于在真空舱内置空间不同位置以检测磁场重联现象的发生，诊断系统由电子系统控制。通过该装置可以进行大尺度的空间磁场重联现象模拟，更好的从实验的角度探索空间磁场重联发生机理并试探性的进行相关实际应用。