磁重联产生的波动对太阳风初始外流加速的三维模拟研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    41774157
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    70.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    D0411.空间物理学
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Magnetohydrodynamics (MHD) waves are ubiquitous in solar atmosphere, and are thought to be important energy source to heat solar corona and solar wind. From observations,it is shown that the small-scale inverted Y-shaped magnetic reconnection excites Alfvén waves, whose energy flux density is sufficient for heating the quiet corona and driving the solar wind. Our 2.5-dimensional numerical simulations demonstrate that inverted Y-shaped magnetic reconnection not only generates the nascent solar wind outflow, but also provokes fast, slow magnetosonic waves and Alfvén waves. This project will use the high-resolution three-dimensional numerical simulation to further study the acceleration of the nascent solar wind outflow via MHD waves excited by inverted Y-shaped magnetic reconnection occurring at the transition region. We will (1) develop a three-dimensional MHD model to describe inverted Y-shaped reconnection with high magnetic Reynolds number; (2) diagnose wave modes excited by fast ejection and collision of the magnetic flux ropes, and the turbulence formed in the intermittent current sheet; (3) analyze the excited waves features, such as amplitude, spectrum, energy flux density, and their steepening, reflection, cascade, dissipation when propagation; (4) evaluate the acceleration of waves through turbulence cascade, mode conversion, phase mixing, and so on. Based upon these researches, the scenario of the waves excited by magnetic reconnection will be improved, and the understanding of the solar wind origin and acceleration will be promoted.
广泛存在于太阳大气磁流体力学波被认为是日冕加热和太阳风加速的重要能量来源。观测研究揭示小尺度倒Y型磁重联可产生阿尔芬波;其携带的能量足以加热日冕和加速太阳风。我们的二维半数值模拟给出倒Y型磁重联不仅形成太阳风初始外流,还激发快慢磁声波及阿尔芬波。本项目拟利用高精度的三维数值模拟,进一步研究过渡区倒Y型磁重联产生的波动加速太阳风初始外流的物理过程;拟:(1)建立高磁雷诺数下倒Y型磁重联的三维数值模型;(2)探讨多尺度磁通量绳的快速抛射和撞击出流区对磁流体力学波的激发及间歇电流片的湍动行为;(3)分析所激发的波动的振幅、频谱、能流通量等特征及上传中的陡化、反射、串级、耗散等物理过程;(4)评估波动通过湍流串级、波模转化、相混合等方式对太阳风初始外流加速的贡献。本研究将有助于完善间歇磁重联激发磁流体力学波的图像,促进对太阳风的起源和加速机制的了解。

结项摘要

磁重联活动和波动是日冕加热和太阳风加速的重要能量来源。本项目通过数值模拟对太阳大气磁重联过程和太阳风中的波动进行了详细研究,具体发现如下:1)磁浮现过程通过磁重联驱动一类似于网络喷流快速的热喷流,并通过其顶端热压及磁压增强触发一类似于色球针状物低速冷喷流,2)太阳风源区倒Y型磁重联可产生类PSP观测的可压缩Alfvénic Spikes,3)太阳大气大尺度电流片是湍动的,倾向于发生激烈的快速磁重联,重联率可达到0.1,4)太阳风中的可压缩成分可表现为传播的慢磁声波及不传播的慢模结构, 5)太阳风中结构的能量在大尺度占主导,波动能量在小尺度和结构的能量接近。该项目研究对于理解太阳风源区物质能量的输运,湍流耗散加热等过程有重要的意义。

项目成果

期刊论文数量(15)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Numerical MHD Simulations of the 3D Morphology and Kinematics of the 2017 September 10 CME-driven Shock from the Sun to Earth
2017 年 9 月 10 日 CME 驱动的从太阳到地球的冲击的 3D 形态和运动学数值 MHD 模拟
  • DOI:
    10.3847/1538-4357/ac0ef7
  • 发表时间:
    2021-09
  • 期刊:
    Astrophysical Journal
  • 影响因子:
    4.9
  • 作者:
    Liping Yang;Haopeng Wang;Xueshang Feng;Ming Xiong;Man Zhang;Bei Zhu;Huichao Li;Yufen Zhou;Fang Shen;Xinhua Zhao;Xiaojing Liu
  • 通讯作者:
    Xiaojing Liu
Energy Supply by Low-frequency Break Sweeping for Heating the Fast Solar Wind from 0.3 to 4.8 au
通过低频断扫供电将快速太阳风从 0.3 au 加热到 4.8 au
  • DOI:
    10.3847/1538-4357/abf099
  • 发表时间:
    2021-05
  • 期刊:
    The Astrophysical Journal
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Honghong Wu;Chuanyi Tu;Xin Wang;Jiansen He;Liping Yang;Shuo Yao
  • 通讯作者:
    Shuo Yao
Energy Supply for Heating the Slow Solar Wind Observed by Parker Solar Probe between 0.17 and 0.7 au
帕克太阳探测器观测到的 0.17 至 0.7 天文单位的缓慢太阳风加热的能源供应
  • DOI:
    10.3847/2041-8213/abc5b6
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Astrophysical Journal Letters
  • 影响因子:
    7.9
  • 作者:
    Wu Honghong;Tu Chuanyi;Wang Xin;He Jiansen;Yang Liping
  • 通讯作者:
    Yang Liping
Prospective White-light Imaging and In Situ Measurements of Quiescent Large-scale Solar-wind Streams from the Parker Solar Probe and Solar Orbiter
帕克太阳探测器和太阳轨道飞行器对静态大规模太阳风流的前瞻性白光成像和原位测量
  • DOI:
    10.3847/1538-4357/aae978
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Astrophysical Journal
  • 影响因子:
    4.9
  • 作者:
    Xiong Ming;Davies Jackie A.;Feng Xueshang;Li Bo;Yang Liping;Xia Lidong;Harrison Richard A.;Hayashi Keiji;Li Huichao;Zhou Yufen
  • 通讯作者:
    Zhou Yufen
Coexistence of Slow-mode and Alfven-mode Waves and Structures in 3D Compressive MHD Turbulence (vol 866, 41, 2018)
3D 压缩 MHD 湍流中慢模和阿尔文模波与结构的共存(第 866 卷,第 41 卷,2018 年)
  • DOI:
    10.3847/1538-4357/ab0f99
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Astrophysical Journal
  • 影响因子:
    4.9
  • 作者:
    Yang Liping;Zhang Lei;He Jiansen;Tu Chuanyi;Li Shengtai;Wang Xin;Wang Linghua
  • 通讯作者:
    Wang Linghua

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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    刘海龙
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太阳表面水平运动驱动的磁圈与开放磁场重联的模拟研究
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    涂传诒

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非平衡磁流体湍流的能量串级过程的模拟研究
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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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