Реферат: М. Б. Гавриков, А. А. Таюрский Институт прикладной математики им. М. В. Келдыша ран, Москва, Россия, nadya p@cognitive ru

XXXIX Международная (Звенигородская) конференция по физике плазмы и УТС, 6 – 10 февраля 2012 г.



Нелинейное поглощение альфвеновской волны в диссипативной плазме
М.Б. Гавриков, А.А. Таюрский

Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН, Москва, Россия, nadya_p@cognitive.ru, tayurskiy2001@mail.ru

В докладе представлены результаты исследования нелинейного поглощения плоской альфвеновской волны, бегущей в однородной неизотермической плазме вдоль магнитного поля и релаксации температур электронов и ионов в волне. Поглощение А-волны обусловлено диссипативными эффектами – магнитной и гидродинамическими вязкостями электронов и ионов и их упругим взаимодействием. Обычно эффекты поглощения и релаксации исследуют на базе линеаризованных уравнений динамики плазмы. В докладе предложен метод исследования А-волн, основанный на точном решении уравнений двухжидкостной электромагнитной гидродинамики плазмы с полным учётом инерции электронов, которые на А-волне, как показано в работе, редуцируются к нелинейной системе обыкновенных дифференциальных уравнений на амплитуды параметров плазмы в волне. Численное и аналитическое решение последней системы приводит к ряду важных выводов и в том числе:

1) затухание А-волны носит временной характер (синусоидальная пространственная структура волны остаётся неизменной) и не зависит от теплопроводностей электронов и ионов и их вторых вязкостей

2) при учёте магнитной вязкости происходит быстрая (на временах ) трансформация магнитной и кинетической энергии волны в тепловую энергию электронов и ионов, которая резко ускоряется при дополнительном учёте их гидродинамических вязкостей

3) на больших () временах и приближённо на малых затухание А-волны имеет двухчастотный характер и задаётся тремя зависящими от длин волн декрементами затухания, один из которых ответственен за релаксацию температур электронов и ионов, а два других определяют скорость преобразования нетепловых видов энергии в тепловые

4) для длинных А-волн () выражения для декрементов затухания совпадают с результатами линейной теории, для средних и коротких волн декременты затухания растут как

Типичный вариант расчёта: