Процессы возбуждения мелкомасштабной турбулентности и электромагнитной эмиссии в замагниченной плазме с электронным пучком

• Автор: Тимофеев, Игорь Валериевич
• Шифр специальности: 01.04.08
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 137 с. : 21 ил.

Оглавление
Введение
Глава 1. Точная кинетическая теория неустойчивости электронного пучка в замагниченной плазме

1.1. Неустойчивость горячего электронного пучка в холодной замагниченной плазме

1.1.1. Алгоритм численного решения дисперсионного уравнения

1.1.2. Анализ неустойчивого спектра

1.1.3. Сравнение с приближенными решениями

1.2. Влияние температуры плазмы на неустойчивость пучка

1.2.1. Новое представление для тензора проницаемости замагниченной плазмы

1.2.2. Расчеты инкремента в горячей плазме

Глава 2. Теоретическая модель релаксации пучка в режиме захвата
2.1. Модель релаксации пучка
2.2. Сравнение с существующими экспериментами
2.3. Подавление электронной теплопроводности
2.4. Выводы
Глава 3. Сценарий эволюции плазменной турбулентности при
непрерывной инжекции пучка
3.1. Двумерная Р1С модель
3.1.1. Описание модели
3.1.2. Результаты тестирования
3.1.3. Выводы
3.2. Одномерная гибридная модель

3.3 Эволюция турбулентности в условиях длительной инжекции пучка
3.3.1. Динамическая стадия
3.3.2. Модуляционная неустойчивость в режиме сильной накачки
3.3.3. Развитая турбулентность
3.3.4. Выводы
Глава 4. Двумерные эффекты на нелинейной стадии пучковоплазменного взаимодействия
4.1. Параметры численного эксперимента
4.2. Линейная стадия неустойчивости
4.3. Нелинейная стадия
4.3.1. Случай изотропной плазмы
4.3.2. Случай слабого магнитного поля П
4.3.3. Случай сильного магнитного поля
4.4. Обсуждение результатов моделирования
Глава 5. Электромагнитная эмиссия турбулентной плазмы на
второй гармонике плазменной частоты
5.1. Модель турбулентного спектра
5.2. Генерация электромагнитного излучения в турбулентной замагниченной плазме
5.2.1. Динамическое уравнение для амплитуды
5.2.2. Статистическое уравнение для спектральной плотности энергии
5.2.3. Сравнение с экспериментом
5.3. Генерация терагерцового излучения в турбулентной плазме с пучковой накачкой
5.3.1. Теоретическая модель
5.3.2. Результаты расчётов
Глава 6. Особенности развития модуляционной неустойчивости
в немаксвелловской плазме
6.1. Законы дисперсии потенциальных колебаний плазмы
6.2. Дисперсионное уравнение модуляционной неустойчивости
6.3. Выводы
Заключение
Литература

Рис. 2.2. Зависимость мощности накачки волнового пакета Р от его энергии У/ (1 - линейная накачка, 2 - накачка с учетом эффектов захвата, 3 - сток из-за нелинейных процессов).
чем на экспоненциальной стадии. В одномодовом режиме плотность потока энергии Э, переносимой пучком, на длине пакета I ~ у/(кАу) уменьшается на величину Д51 — 73щтс2Ау, что соответствует среднему замедлению частиц на величину Ау. Поскольку групповая скорость ленгмюровских волн в холодной плазме мала, переносом энергии волнами можно пренебречь и найти мощность нарастания энергии волнового пакета:
Р = К = _сЦу Б - ос Ау2 ос У/1'2. (2.3)

Таким образом, в режиме захвата при УУ > УУ$ мощность накачки пакета слабо зависит от его энергии. Влияние эффектов захвата удобно проиллюстрировать на графике качественной зависимости мощности накачки от энергии пакета (рис. 2.2). Когда энергия волны мала и нелинейностью пучка можно пренебречь, мощность накачки линейно зависит от энергии: Р — Г]У. При энергиях 1У > Но, достаточных для захвата пучка и формирования волновых пакетов, мощность, усредненная по пакету, слабо зависит от его средней