斜入射非线性电离层Langmuir扰动的电磁波传播特性

• 作者: 杨利霞 刘超 李清亮 闫玉波
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 时域有限差分方法 Zakharov方程 斜入射 Langmuir扰动
• 年，卷（期）: 2022,（6）
• 所属期刊栏目: 电磁学、光学、声学、传热学、经典力学和流体动力学|ELECTROMAGNETISM, OPTICS, ACOUSTICS, HEAT TRANSFER, CLASSICAL MECHANICS, AND FLUID DYNAMICS
• 页码范围: 123-131
• 页数: 9页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.71.20211204

摘要

基于广义Zakharov模型,?结合斜入射等离子体的时域有限差分(FDTD)方法与双流体力学方程,?通过由二维麦克斯韦方程等价转换的一维麦克斯韦方程,?与等离子体流体力学方程建立了一个电磁波以不同角度入射电离层传播的数值模型.?分析推导出TEz波在斜入射非线性电离层等离子体的支配方程,?然后推导了适用于计算电离层电磁波传播特性的FDTD算法.?通过仿真来证明该方法在较小倾角下,?电磁波对电离层加热形成Langmuir扰动及其传播特性的准确性和有效性.?结果表明,?在小角度入射下,?大功率高频电磁波在电离层等离子体中的O波反射点附近激发出了Langmuir波,?同时波粒相互作用导致O波转换为Z波并向电离层更高区域传播.?本文进一步研究了基于电离层等离子体的电磁波传播特性,?为全面深入分析电离层Langmuir扰动对电离层电波传播特性影响奠定数值算法的基础.