全局模拟模型中的大尺度平行电场与回流电流

一个新的计算模型 kglobal 正在开发中，旨在通过宏观尺度系统中的磁重联来探究高能电子的产生。该模型基于如下发现：重联过程中高能电子的产生由大尺度磁场中的费米反射控制，而非由动力学尺度边界层内局域化的平行电场控制。因此，该模型消除了这些边界层。然而，尽管在磁 x 线和相关分隔线周围发展起来的平行电场在产生高能电子方面并不重要，但存在一个大尺度电场，它启动了低能电子的加热，并驱动了在开放系统中伴随逃逸高能电子的冷电子回流。这一宏观尺度电场由电子压强沿磁场方向的梯度产生。我们已升级 kglobal 以包含这一大尺度电场，同时保持能量守恒。通过探究电子声模的动力学对该新模型进行了测试，这些电子声模是由于存在两种电子成分（热动力学电子与冷流体电子）而发展起来的。值得注意的是，kglobal 准确地捕捉到了电子声模的阻尼。此外，通过与粒子在胞(PIC)代码 p3d 的基准对比模拟已证实，kglobal 正确描述了平行电场与逃逸热电子相互作用的动力学。