Униполярная индукция в плазменных оболочках вращающегося намагниченного центрального тела

• Автор: Солдаткин, Алексей Олегович
• Шифр специальности: 01.04.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 150 с. : ил.

Глава 1. Униполярная индукция как источник генерации электрических полей и токов в плазмосферах вращающихся намагниченных планет
1.1 Модель планетарного генератора. Постановка задачи, общее решение исходных уравнений
1.2 Дифференциально вращающаяся плазменная оболочка при наличии слоя с низкой проводимостью

1.3 Плазменное течение со скачком угловой скорости

1.4 Действие планетарного генератора в условиях, соответствующих нижним слоям ионосферы Земли

1.5 Выводы к первой главе

Глава 2. Самосогласованная модель плазменной оболочки вращающегося намагниченного шара
2.1 Система уравнений, описывающих плазменную оболочку вращающегося намагниченного шара с учетом неоднородности и анизотропии проводимости оболочки
2.2 Стационарные осесимметричные конфигурации слабоионизированной плазмы в поле вращающегося намагниченного шара в приближении сильно анизотропной однородной проводимости

2.3 Простейшее симметричное решение в приближении сильной анизотропии проводимости

2.4 Выводы ко второй главе

Глава 3. Учет неоднородности проводимости в самосогласованных моделях плазменной оболочки, вращающейся совместно с намагниченным центральным телом
V з
3.1 Эффекты униполярной индукции в нетвердотельно вращающемся
неоднородном плазменном слое при учете вязкости
3.2 Конфигурации плазмы в поле вращающегося намагниченного шара при отсутствии вязкости среды
3.3 Выводы к третьей главе
Глава 4. Применение рассмотренных модельных задач к условиям, соответствующим нижним слоям плазмосферы Земли
* Заключение
Литература

В настоящее время существует множество моделей плазмосфер Земли и других планет (см., например, обзор [1]). В то же время, большинство из них разрабатываются с целью обобщить экспериментальные данные о различных областях плазмосферы. Физические величины, такие как плотности компонент плазмы, магнитное поле, электрическое поле и ток проводимости, описываются аналитическими функциями, найденными математическими методами аппроксимации экспериментальных данных. Другими словами, большинство обсуждаемых в литературе плазмосферных моделей являются полуэмпирическими [2], в которых главную роль играет количественное описание плазмосферных явлений и анализ наблюдений, тогда как рассмотрение причин наблюдаемых физических явлений и их теоретическое исследование зачастую недостаточно подробны. Поэтому очень актуальной является задача построения самосогласованных моделей плазмосфер намагниченных планет, в которых основные качественные эффекты выводились бы из первых принципов, а экспериментальные данные служили бы основой для количественного описания, например, для правильного выбора граничных условий.
С другой стороны, необходимо отметить, что при исследовании плазмосферы обычно рассматриваются высоты, превышающие планетарный радиус, где в фокусе внимания, главным образом, оказываются вопросы взаимодействия плазменной оболочки с солнечным ветром [3]: “перезамыкание” магнитных силовых линий, ударная волна, магнитосферные суббури, формирование плазмопаузы и другие. При этом процессы во внутренней плазмосфере, как области плазменной оболочки планеты, не подверженной существенному влиянию со стороны солнечного ветра, часто остаются вне поля зрения. Между тем, динамика прилегающих к поверхности планеты слоев плазмосферы также является достаточно сложной [4]

Рисунок 1.3.5. Структура токов вблизи поверхности шара (7г|/Л=0.016,
Л2/Л=0.055, H/R=0.0047, а/2~0А). Направление тока соответствует случаю
MÎT со0.
При рассмотрении задачи об оболочке с однородной проводимостью в разделе 1.2 первой главы было показано, что генерация тока проводимости происходит вследствие вынужденной дифференциальное вращения плазменной оболочки, при этом плазмосферное течение было выбрано таким образом, что производная ЗсОр/дг имела один знак, то есть во всем интервале углов происходило либо супервращение (движение верхних слоев плазмосферы с большей скоростью по отношению к нижним), либо замедление вращения. При этом токовая структура представляла собой одиночную петлю, направление протекания тока в которой зависело от того, какой из двух случаев
реализуется: в верхней полусфере при М ÎÎ <50 в случае супервращения ток