等离子体辐射的粒子模拟与弱湍流模拟

等离子体辐射过程，即太阳 II 型与 III 型射电暴现象的机制，通过粒子模拟与弱湍流模拟方法加以研究。所谓等离子体辐射，是对一系列过程的宽泛描述：从与太阳耀斑相关的电子束激发朗缪尔与离子声湍流开始，随后通过非线性过程将束能量部分转化为辐射能量。粒子模拟（PIC）是严格的，但该方法计算密集，且难以诊断结果。另一方面，弱湍流（WT）理论方程的数值解（称为 WT 模拟）高效，且天然便于诊断，因为方程中的各项可被开启或关闭。然而，WT 理论基于若干假设。因此，期望对两种方法进行比较，本文首次以完整 WT 理论方程组的数值解与二维电磁 PIC 模拟进行了这一比较。在定量比较后发现 WT 理论大体有效，尽管也发现了一些偏差。本研究还表明，要精确模拟辐射发射过程尤其对于低电子束速度情形，需要庞大的计算资源。本文的发现因而意味着两种方法因互补性而对太阳射电发射研究均可能有益。