垂直无碰撞激波二维与三维混合模拟中的微观结构

超临界无碰撞垂直激波具有由在磁坡处镜面反射的离子动力学决定平均宏观结构。在整体宏观结构内，线性和非线性不稳定性产生涨落和微观结构。为了识别这种微观结构的来源，使用混合方法进行了高分辨率二维和三维模拟，其中离子被视为粒子，电子响应被建模为无质量流体。我们证实了早期二维模拟的结果，即既存在场平行的传播涨落，也存在由反射回旋离子携带的涨落。此外，研究表明，对于激波共面平面的二维模拟，所有磁场分量中短波长涨落的存在与由反射回旋离子在足部上游边缘驱动的离子 Weibel 不稳定性有关。在三维模拟中，我们首次表明主导微观结构源于坡处场平行传播涨落与反射离子运动之间的耦合。由于坡处以 Alfvén 速度沿场平行运动与反射离子沿回旋方向运动的结合，这导致涨落以倾斜于磁场方向的角度在激波表面逆向传播的模式。