Медленная ударная волна

Cтраница 4

Как видно из рис. 3.5, структуры быстрой и медленной МГД ударных волн существуют и единственны. Быстрая ударная волна да ри - 3 - 5, б имеет чисто резистивную структуру, всецело обусловленную джоулевыми диссипациями. На рис. 3.5, а структура медленной ударной волны является чисто резистивной. [46]

Это решение показано через 400 шагов по времени. Начальный разрыв располагается в середине расчетного интервала. В решении присутствуют быстрые волны разрежения R, контактный разрыв CD, медленная ударная волна S - и медленная составная волна CW. В то же время схема типа Лакса-Фридрихса (5.5.13) - (5.5.15), формально имеющая второй порядок аппроксимации по времени и по пространству и удовлетворяющая TVD-свойствам, обеспечивает значительное упрощение вычислительного алгоритма, так как при ее использовании нет необходимости вычислять собственные векторы якобиевых матриц. [47]

Схематическое изображение системы вспышечных петель, формирующихся пересоединением в сверхмагнитозвуковом режиме. Этот режим наиболее вероятен во время ранней фазы развития вспышки, когда напряженность пересоединяющихся полей велика. Присутствуют джеты, направленные как к Солнцу, так и от него, но только область ниже джета, направленного к Солнцу, содержит плотную плазму, поскольку в двумерных моделях хромосферное испарение происходит только на тех магнитных силовых линиях, которые лежат ниже Х - линии. Сплошными кривыми показаны границы между различными плазменными областями, а пунктирные изображают магнитные силовые линии. [48]

Для того, чтобы сильные медленные ударные волны формировались на силовых линиях поля ниже нейтральной линии, скорость истечения плазмы должна быть больше скорости быстрой моды магнитного звука. Если магнитные поля достаточно сильны, то истечение из нейтральной линии создает два сверхмагнитозвуковых джета: один направлен по потоку вверх и второй - вниз. Ниже предельной ударной волны поток отражается вдоль поля, и имеет место только слабая медленная ударная волна вдоль линий поля. Следовательно, количество магнитной энергии, выделяющееся ниже предельной ударной волны, относительно мало. [49]

Этот процесс определяет зависимость от времени величины / z, необходимой для фиксации единственного решения в форме диссипативной волновой структуры. Он не близок к квазистационарному в модели идеальной магнитной газовой динамики, так как линеаризованная задача не имеет решения. Автомодельное решение, которое образуется в конечном результате этого процесса, будет состоять из эволюционной медленной ударной волны и вращательного разрыва. Так как после распада эти волны покидают точку Жуге С, они начинают двигаться с разными скоростями. В идеальной магнитной гидродинамике распад составной волны происходит мгновенно. Нашей целью является рассмотрение этого процесса при использовании численного метода сквозного счета. [50]

Предполагается, что газ ионизуется в нормальных ионизующих ударных волнах. В автомодельном решении за ионизующей ударной волной типа 2 - чисто газодинамической, Ма0 2, Ву2 О - может следовать только медленная волна разрежения, так как медленные ударные волны и вращательные разрывы не распространяются вдоль магнитного поля. Напротив, за ударной волной типа 3, включающей поперечное магнитное поле, может следовать как медленная ударная волна, так и медленная волна разрежения. За ионизующей ударной волной типа 4 никаких иных волн или разрывов следовать не может. [51]

У такого поведения ударной адиабаты имеется важное следствие. Рассмотрим точку Жуге С на рис. 5.4 и заметим, что сегмент ВС соответствует МГД ударным волнам, которые неэволюционны только по отношению к альфвеновским возмущениям. В то же время сегмент CD неэволюционен также по отношению к возмущениям маг - 5.4. МГД-адиабата Гюгонио нитозвуковых величин. Ударная волна ЕЕ является эволюционной медленной ударной волной. Это связано с тем, что ее скорость больше, чем характеристическая скорость Я8Ь до разрыва и меньше нее за ним. Отсюда следует что можно построить решение, которое состоит из скачка из начальной точки А в точку С и неопрокидывающейся волны Римана, передний фронт которой движется той же скоростью W Я8Ь, что и ударная волна. Отметим, что волна Римана близка к сегменту CD кривой Гюгонио, который неэволюционен по отношению к альфвеновским возмущениям. [52]

Как видно из (3.30), интенсивность медленных ударных волз ограничена, так как их скорость заведомо не превышает альфве-новской; напротив, скорость быстрых ударных волн может быть сколь угодно велика. Как видно из рис. 3.3 3.4 в ударных волнах обоих типов происходит сжатие и нагрев плазмы. Направления изменения магнитного поля в быстрых и медленных ударных волнах ( как и в соответствующих простых волнах) противоположны: в быстрых волнах Bv увеличивается, в медленных - уменьшается. [53]

Структура магнитного поршня в электромагнитной ударной трубе SUPPER VI. [54]

В самом деле, уменьшение азимутального магнитного поля передается вперед быстрой волной разрежения, уменьшающей плотность газа и сообщающей ему скорость в отрицательном направлении. Для того чтобы удовлетворить граничному условию на задней стенке, решение должно содержать также медленную волну. Это не может быть волна разрежения, так как плотность в ней также падает, а в силу сохранения массы средняя плотность в области между стенкой и головой быстрой волны разрежения должна равняться начальной плотности. Значит, за быстрой волной разрежения следует медленная ударная волна, в которой величина аксиального магнитного поля также уменьшается, плотность газа увеличивается до значения большего р1 а его аксиальная скорость возрастает от отрицательного значения до нуля. [55]

Однако это уже не произвольное предположение, а требование, которое следует из начальных условий. В начальный момент t О ток отсутствует во внешней области вне слоя, поэтому любой ток, возникающий в этой области, обусловлен волнами, распространяющимися наружу из начальной области пересоединения. Быстрые волны легко распространяются в область втекания, а волны медленной моды распространяются с трудом, поскольку их скорость в направлении, перпендикулярном полю, равна нулю. Из-за того, что волны медленной моды не могут распространяться быстрее медленных ударных волн, плотность тока в области втекания равна нулю, по крайней мере в первом порядке разложения. [56]

Шлирен-изображения, демонстрирующие эволюцию плотности в эксперименте DIDP ( Братенал и Бите, 1970. [57]

Однако, как можно было ожидать, поскольку эксперимент далеко не квазистатический, имеются особенности, которые не согласуются с решением Грина. Во-первых, при более поздних временах гребень имеет большую длину, чем следует из решения Грина и, во-вторых, толщина этого плотного гребня на концах больше, чем в центре. С одной стороны, возможно, что этот гребень фактически является тонким токовым слоем с бифуркациями на концах, как в решении Петчека. С другой стороны, возможно также, что эти особенности - просто следствие столкновения двух кольцевых волновых фронтов, тем более что плотность в пределах гребня оказалась выше той, которая ожидалась для медленных ударных волн. [58]

Несмотря на то, что оригинальная модель Петчека предсказывает существование пары медленных ударных волн с каждой стороны от Х - линии, медленные ударные волны в хвосте обычно возникают в направлении дальнего хвоста от Х - линии. Такая асимметрия возникает вследствие препятствия, которым является внутренняя магнитосфера на пути медленной ударной волны при ее движении в сторону Земли. МГД модели заставляет этот поток отклоняться вдоль сепаратрисы. В любом случае ударные волны в пересоединении Петчека уже не являются симметричными относительно Х - линии. При скорости, меньше магнитозвуковой, сильная медленная ударная волна появляется только вдоль беспрепятственно вытекающего джета. В случае истечения со скоростями, большими магнитозвуковой, ударные волны должны появляться с обеих сторон, но на стороне, где есть препятствие ударные волны распространяются как предельные ударные волны. По существу, ударная волна в модели Петчека полностью соответствует высокоскоростному истечению из Х - линии. Если это истечение блокировано, то медленные ударные волны с боковых сторон Х - линии отсутствуют. [59]

А занята интегральными кривыми, выходящими из этой точки, то очевидно, что всегда существует интегральная кривая, приходящая в седловую точку R при % - ос. Это согласуется с общими рассмотрениями структуры подобных неэволюционных разрывов, проведенными в разд. Ударные волны А - / не представляют интереса, так как они должны распадаться на эволюционные разрывы. Каждая из этих интегральных кривых представляет собой структуру медленной ударной волны, существующей, таким образом, для любого W в указанном интервале скоростей. [60]

Страницы: 1 2 3 4 5