部分介质等离子体中波动耦合与剪切流动 I. 快波到Alfvén波的转换

我们在理论上探讨了磁流体动力学（MHD）波与部分离子化太阳等离子体中的剪切流之间的相互作用，重点关注由流动中介的能量交换以及波模式之间的转换。我们考虑一个由均匀部分离子化等离子体和直线磁场组成的简单模型。在磁场方向上存在剪切流，其速度随着磁场垂直方向的线性变化。使用单流体近似下的线性化MHD方程，其中包括由于离子-中性碰撞引起的 ambipolar 扩散项。采用非模态方法，以将流动的空间非均匀性转换为时间非均匀性，向波矢在流动非均匀性方向上的分量添加时间依赖性。推导出一个由三个常微分方程组成的系统，一般支配耦合MHD波、与剪切流相互作用以及 ambipolar 阻尼的时间演化。计算数值解以研究快磁声波与Alfvén波之间的耦合和相互转换。进行详细的参数研究，表明能量传递和模式转换如何受到影响。调查了在包含 ambipolar 扩散的情况下与理想情况下的结果之间的差异。发现 ambipolar 扩散显著影响模式之间能量交换的效率，并引入了新的耦合机制。此外，还包括针对日食现象线程的具体应用，表明在日食现象及类似结构中可以发生波动耦合和能量交换。