Бесстолкновительная ударная волна
Cтраница 1
Понятие бесстолкновительной ударной волны было введено Р.З. Сагде-евым в 1964 г. Фактическое построение такой структуры в некоторых частных случаях см. Гуревич А.В., Питаевский Л.П. / / ЖЭТФ. [1]
 |
Результаты численного интегрирования стационарного уравнения Бюргерса - Кортвега де Фриза ( расчет структуры фронта ударной волны. [2] |
Сагдеевым при изучении бесстолкновительных ударных волн в плазме и в дальнейшем систематически изложен в работе В. И. Карпмана и Б Б Кадомцева. [3]
Поскольку не ясен вопрос о существовании стационарных бесстолкновительных ударных волн именно малой амплитуды, необходимо рассмотреть двойной предельный переход, когда амплитуда разрыва е стремится к нулю и, кроме того, f - oo, так как вряд ли можно наблюдать хорошо выраженный скачок до тех пор, пока он не станет в какой-то степени стационарным, по крайней мере в некоторой галилеевской системе отсчета. [4]
Подобные идеи были использованы в [3,4] для исследования нестационарных бесстолкновительных ударных волн, существование которых, согласно основополагающим работам Р.З. Сагдеева [43], определяется конкуренцией между нелинейностью, дисперсией и бесстолкновительной диссипацией энергии волн из-за развития мелкомасштабных нейустойчи-востей, которые развивались при достижении плотностью тока во фронте волны некоторого критического значения. [5]
Следует также отметить, что знание структуры ударных воля для плотной столкновительной плазмы полезно для оценок нагрева разреженной плазмы бесстолкновительными ударными волнами и для идентификации бесстолкновительных ударных волн. [6]
Следует также отметить, что знание структуры ударных воля для плотной столкновительной плазмы полезно для оценок нагрева разреженной плазмы бесстолкновительными ударными волнами и для идентификации бесстолкновительных ударных волн. [7]
Существует класс задач, имеющих фундаментальное значение в физике плазмы, когда, с одной стороны, мы вынуждены использовать кинетический подход, а с другой стороны, полное кинетическое описание плазмы алгоритмически реализовать очень трудно ввиду слишком большой разницы в пространственных и временных масштабах движения ионов и электронов. Речь идет о расчете бесстолкновительных ударных волн в разреженной плазме в закритическом режиме. Как известно [43], при амплитудах выше критических такие волны могут сопровождаться явлением опрокидывания с возникновением областей многопотокового течения, для которых априори ясно, что прямое использование гидродинамики с ее односкоростным описанием весьма сомнительно, если не полностью некорректно. [8]
Плазменные неустойчивости создают аномальное сопротивление и теплопроводность, которые связаны с коллективными взаимодействиями, но не создают вязкости ( во всяком случае, до возникновения сильно развитой области многопотокового течения ионов), поскольку эксперименты по возбуждению ударных волн в разреженной плазме всегда демонстрировали пространственное отставание профилей плотности от профилей магнитного поля, что указывает на резистивный, т.е. обусловленный конечной проводимостью, характер фронта ударной волны, а не вязкостный, так как в этом последнем случае профили плотности и магнитного поля были бы пространственно близки. Именно отсутствие вязкости приводит к опрокидыванию бесстолкновительных ударных волн. [9]
Релаксация по энергиям и импульсам протекает не за счет столкновений, а через возбуждение коллективных степеней свободы плазмы - колебаний и волн, В плазме подобного типа, как правило, отсутствует термодинамич. Быстропротекающие процессы в них, напр, ударные волны, также определяются возбуждением мелкомасштабных колебаний и волн. Характерным примером является бесстолкновительная ударная волна, образующаяся при обтекании солнечным ветром магнитосферы Земли. [10]
Вторая особенность, нуждающаяся в объяснении - это расщепление спектров излучения как на основной частоте, так и на удвоенной гармонике на две полосы, которые повторяют друг друга даже в деталях. Оно приписывалось влиянию магнитного поля либо доплеровскому расщеплению [ Железняков ( 19676) ], если считать, что в ударной волне образуются две области плазменной турбулентности, движущиеся друг относительно друга. В самом деле, в бесстолкновительной ударной волне сначала появляется солитон, за которым следует осциллятор-ная структура. [11]
Не исчерпана еще до конца и проблема взаимодействия отдельных частиц с МГД фронтом. Значительный интерес представляют расчеты для произвольного соотношения между ларморовым радиусом частиц и толщиной фронта ( Ходжаев и др., 1981; Чирков и др., 1981), так как они проясняют вопрос о взаимодействии тепловых и слабо надтепловых частиц с ударными волнами. Весьма интересно было бы включить в рассмотрение электрические поля, существующие внутри фронта волны. По-видимому, на этом пути может быть продвинуто построение последовательной теории бесстолкновительных ударных волн. [12]
Как видно, при включении в рассмотрение трехмерных возмущений связь между требованиями устойчивости ( или эволюционности) и условием существования стационарной структуры фронта вида (5.1) оказывается сложнее, чем в чисто одномерной задаче. Значит, существование и единственность структуры фронта разрыва (5.1) теперь не гарантирует его эволюционности. Не исключено, что неодномерность течения в данном случае влечет за собой возможность спонтанного нарушения заданной граничными условиями симметрии задачи. Вопрос о том, каким будет вид течения при нарушении условий УСТОЙЧИВОСТИ плоского фронта ударной волны, не решен. Исследование этих проблем, существенное так - е для теории бесстолкновительных ударных волн и теории дето-йации, представляет собой одно из важных направлений развития физики ударных волн. [13]
Страницы: 1