Потенциальные дрейфовые вихри

ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ ДРЕЙФОВЫЕ ВИХРИ [c.132]

Еще в прошлом веке были хорошо известны решения гидродинамического уравнения Эйлера в виде двумерных и трехмерных уединенных вихрей. Они представляют собой сгустки кинетической энергии, не расплывающиеся благодаря сохранению потоков завихренности и других величин, В последние годы широко исследуются крупномасштабные атмосферные вихри на основе модельного уравнения, предложенного почти одновременно Д. Чарни и А.М. Обуховым [0 9, 0.10] для описания волн Россби. Замечательное свойство этого уравнения состоит в том, что оно не имеет аналога в одномерном случае, поскольку содержит нелинейность в виде двумерного векторного произведения (якобиана). В 1978 г. было показано, что это же уравнение описывает потенциальные дрейфовые волны в плазме, что указывает на глубокую аналогию между дрейфовыми волнами и волнами Россби. Это вызвано сходством силы Кориолиса во вращающейся жидкости и силы Лоренца в замагниченной плазме. [c.6]

Такие волны называются потенциальными дрейфовыми. В этом пределе их скорость распространения вдоль магнитного поля со/Л больше тепловой скорости ионов даже в изотермической плазме. Поэтому в отличие от ионного звука дрейфовые потенциальные волны почти не испытывают затухания Ландау на ионах. Другая особенность состоит в том, что скорость распространения со/к становится меньше дрейфовой скорости. Как видно из (1.36), это приводит к изменению знака затухания Ландау. В результате наступает так называемая дрейфоводиссипативная неустойчивость [1.4, 1.5]. Амплитуда потенциальных дрейфовых волн растет, хотя энергия диссипирует. В некоторых случаях столкновительная диссипация превосходит затухание Ландау. Можно показать, что знак диссипативного члена пропорционален со—со . Отметим, что солитоны-вихри на этой моде, рассматриваемые в гл. 6, имеют скорость больше дрейфовой и поэтому не могут усилиться за счет этого эффекта. При /3 с уменьшением скорость распрос- [c.16]

Современная теория аномальных переносов в плазме [6.18] предсказывает, что основной вклад в электронную теплопроводность дают надтепловые флюктуации размером порядка скиновой длины. Это связано с исчезновение вмороженности электронов в магнитное поле на таких масштабах. Однако в линейном приближении возмущения магнитного поля такого размера устойчивы. В [6.19] показано, что из-за нелинейных эффектов возможно возникновение и усиление уединенных структур в виде вихревых трубок, которые отличаются от рассмотренных выше уединенных альфвеновских вихрей малым диаметром (много меньшей гщ). Оказывается, что такие вихри бегут со скоростью, меньшей дрейфовой. Поэтому их амплитуда может расти под влиянем затухания Ландау или столкновительной диссипации на электронах. Это явление аналогично линейной дрейфово-диссипативной неустойчивости потенциальных дрейфовых волн (см. гл. 1). Эти волны усиливаются из-за того, что в линейном случае скорость их распространения меньше дрейфовой скорости. [c.149]

Отметим, что решения (6.123), (6.124) существуют только при и = и где — безразмерная дрейфовая скорость электронов. Отсюда видно, что когда волна бежит с дрейфовой скоростью электронов, хоА является произвольной функцией, а электрическое поле потенциально. Это означает, что вихри со скоростью щ не чувствительны к произвольно сильному ишру. При и - щ магнитное поле оказьшается не зависящим [c.152]

При наличии неустойчивости относительно раскачки дрейфовых потенциальных и желобково-альфвеновских волн, по-видимому, вся неустойчивая область покрывается вихрями, рассмотренными в предьщущих разделах. Из-за самолокализации они слабо коррелируют друг с другом и поэтому распределены случайным образом. Наглядная дсарти-на подобной вихревой турбулентности в разрезе наблюдается на быстро вращающейся мелкой воде [5.22, 5.24]. Видно, как частицы испытьюают случайные блуждания, проходя между вихрями. В центральной части вихря кружатся захваченные частицы, которые также вносят вклад в конвекцию. Сами вихри при взаимодействиях перемещаются по случайным траекториям. [c.158]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...