ULF 波穿越无碰撞激波的传播：2.5 维局部混合模拟

我们通过分析十一次 2D 局部混合模拟运行的输出，研究上游超低频（ULF）波与无碰撞激波的相互作用。我们的模拟激波阿尔文马赫数介于 4.29–7.42 之间，其 $\theta_{BN}$ 角分别为 15$^\circ$、30$^\circ$、45$^\circ$ 和 50$^\circ$。所有激波上游均发展出 ULF 波前兆区。上游波的波长和振幅对激波 M$_A$ 和 $\theta_{BN}$ 表现出复杂依赖关系。波长与两个参数均正相关，且对 $\theta_{BN}$ 的依赖更强。ULF 波的振幅正比于反射束速度与密度的乘积，而二者亦依赖于 M$_A$ 和 $\theta_{BN}$。ULF 波与激波的相互作用引发了大尺度（数十个上游离子惯性长度）激波涟漪。激波涟漪的性质与 ULF 波的性质（即其波长和振幅）相关。反之，涟漪对 ULF 波穿越激波的传播有很大影响，因为它们改变了局部激波性质（$\theta_{BN}$、强度），使得同一 ULF 波前的不同部分遭遇具有不同特征的激波。下游涨落就波前延展、方向或波长而言并不类似于上游波。然而，在下游压缩波的傅里叶谱中保留了一些特征，其在波长近似对应上游 ULF 波波长处呈现隆起或平坦化。在下游横向谱中这些特征较弱。