垂直无碰撞激波的动力学与微观不稳定性：不同离子-电子质量比的大规模二维全粒子模拟对比

我们开展了大规模二维（2D）全粒子网格模拟，以研究垂直激波动力学与其在激波足部产生的微观不稳定性之间的关系。无碰撞激波的结构和动力学通常由阿尔文马赫数和等离子体贝塔决定，而激波足部的微观不稳定性则由上游体速度与电子热速度之比以及等离子体频率与回旋频率之比控制。在固定阿尔文马赫数和等离子体贝塔的条件下，上游体速度与电子热速度之比被给出为离子-电子质量比的函数。当前在相对较低阿尔文马赫数（M_A ~ 6）下的二维全PIC模拟显示，在较高的离子-电子质量比下，修正的双流不稳定性占主导地位。模拟还证实，随着质量比的增大，向下游传播的波在激波足部靠近激波坡面处更为增强。这一结果表明，这些波通过与激波前沿波纹的相互作用，在改变无碰撞激波动力学中扮演了角色。