Вопросы нелинейной динамики плазмы в солнечных вспышках и протуберанцах

• Автор: Бардаков, Владимир Михайлович
• Шифр специальности: 01.03.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 244 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. ДИНАМИКА ПЛАЗМЫ И СТРУКТУРА МАГНИТНОГО ПОЛЯ ПРИ КВАЗИСТАЦИОНАРНЫХ РЕЖИМАХ МАГНИТНОГО ПЕРЕСОЕДИНЕНИЯ В ДВУМЕРНЫХ ПЛАЗМЕННЫХ СИСТЕМАХ
§1. Диффузионный токовый слой с большой поперечной компонентой магнитного поля
1.1 Постановка задачи
1.2 Основные уравнения динамики плазмы в диффузионной области при квазистациопарных режимах пересоедииения
1.3 Максимально возможная скорость пересоедииения для ДТС
§2. Строение диффузионной области при быстрых режимах квазистационарного пересоедииения
2.1 Аналогия с пограничным слоем, уравнения для параметрического метода анализа внутренней структуры ТСКТ
2.2 Точка расщепления и ширина диффузионной области
§ 3. Условия возникновения тепловой неустойчивости в ДТС на Солнце
§ 4. Обсуждение
Выводы
ГЛАВА II. СТАЦИОНАРНЫЕ И ДИНАМИЧЕСКИЕ РЕЖИМЫ ЭНЕРГОВЫДЕЛЕНИЯ В ТОКОВЫХ СЛОЯХ С АНОМАЛЬНОЙ ПРОВОДИМОСТЬЮ
§1. Мощность энерговыделения в турбулентном диффузионном токовом слое на Солнце
1.1 Постановка задачи
1.2 Универсальная формула для мощности энерговыделения в ДТС с произвольным типом турбулентности
1.3 Случай ионно-звуковой турбулентности
§2. Колебательный режим энерговыделения в турбулентном токовом слое
2.1 О принципиальной возможности релаксационных колебаний
2.2 Наблюдение релаксационных колебаний в лабораторном эксперименте
2.3 Теоретическая модель процесса релаксационных колебаний в лабораторном эксперименте
§3. Обсуждение
Выводы

ГЛАВА III. ВСПЫШЕЧИЫЙ ПРОЦЕСС В СИЛЬНО ТОПОЛОГИЧЕСКИ НЕРАВНОВЕСНОЙ
МАГНИТОГИДРОДИНАМИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ
§1. Двухэтапная трансформация магнитной энергии и другие особенности в эволюции сильно топологически неравновесной системы
1.1 Общие замечания по постановке задачи
1.2 Асимптотическое равновесие и максимальная свободная магнитная энергия
1.3 Эффект ускорения процесса пересоединения при наличии диссипации энергии гидродинамических движений
1.4 Некоторые замечания о диссипативных процессах
1.5 Эволюция мощности энерговыделения в СТНС
§2. Элементы модели солнечных вспышек
2.1 Основные параметры процесса энерговыделения в СТНС
2.2 Пространственная структура и спектры высокоэнергичных компонент плазмы во время взрывной фазы
2.3 Следствия механизма энерговыделения для наблюдательных проявлений
Выводы
ГЛАВА IV. ДИНАМИКА ВЫСОКОЭНЕРГИЧНЫХ КОМПОНЕНТ ПЛАЗМЫ ВО ВСПЫШЕЧНЫХ МАГНИТНЫХ ПЕТЛЯХ
§1. Релаксационные колебания плотности энергии плазменных волн как возможная причина пульсаций солнечного радиоизлучения
1.1 Постановка задачи
1.2 Периодические режимы пучковых неустойчивостей в плазме
1.3 Периодические режимы уровня плазменных волн, возбуждаемых быстрыми электронами в магнитных ловушках на Солнце
§2. Электронная тепловая ударная волна во вспышечных магнитных петлях на Солнце
2.1 История вопроса и постановка задачи
2.2 Структура тепловой волны при малой концентрации горячих электронов
2.3 Случай равенства концентрации горячих электронов и концентрации основной плазмы в петле
2.4 Обсуждение
§3. Процесс расширения плотного высокотемпературного керна
3.1 Интерпретация особенностей всплесков жесткого рентгеновского излучения

3.2 Пределы применимости задачи о расширении плазмы в вакуум
Выводы
ГЛАВА V. ФОРМИРОВАНИЕ ПРОТУБЕРАНЦА В ПРОСТОЙ МАГНИТНОЙ АРКАДЕ
§1. Тепловое равновесие в крупномасштабных магнитных аркадах
1.1 Постановка задачи и качественные оценки
1.2 Эффект убывания плотности для теплового равновесия
1.3 Влияние волнового нагрева
1.4 Высотный диапазон неравновесных арок
§2. Теория переходного процесса
2.1 Основные уравнения
2.2 Арки с однородным давлением
2.3 Арки с неоднородным давлением
2.4 Условия образования магнитной ямки
2.5 Процесс формирования и параметры динамической структуры
2.6 Обсуждение
§3. Восходящий поток плазмы
3.1 Постановка задачи
3.2 Арки с однородным давлением
3.3 Арки с неоднородным давлением
§4. Модель протуберанца в простой магнитной аркаде
4.1 Достаточное условие для начала формирования протуберанца
4.2 Эволюция аркады перед процессом формирования
4.3 Процесс формирования и уравнение баланса массы
4.4 Геометрические и физические параметры протуберанца в конечном состоянии
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
Здесь предполагается, что плазменное давление вне ТСКТ мало по сравнению с Ве02/Як. Система уравнений (1.1.8) будет для нас исходной при дальнейшем анализе внутренней структуры ТСКТ в квазистационарных режимах магнитного пересо-единения.
1.3 Максимально возможная скорость пересоедииения для ДТС.
Прежде всего на основе уравнений (1.1.8) предложим метод определения характерной скорости V.
В исчерпывающей постановке задачу определения V. можно поставить следующим образом. При заданной компоненте В,х(х) вне токовой структуры и при фиксированном электрическом поле Еі , а следовательно, и при фиксированной скорости пересоедииения Ус, решение уравнений (1.1.8) определяет распределение магнитного поля, скорости плазмы и плотности тока внутри диффузионной области. Варьируя в этом решении величиной Уе, можно определить Т., при превышении которой токовая структура превращается из ДТС в течение Петчека. Действительно, распределение плотности тока в ДТС должно содержать точку х = ха на оси X, в которой ]2(Х[}, у-0) обращается в нуль. При Уе < V. такая точка находится вблизи х - Ь , а вот при Уе > V. значение координаты этой точки должно начинать убывать, что и должно выявить решение системы (1.1.8). Однако реализовать такую постановку задачи аналитически невозможно.
Можно упростить задачу, перейдя к одномерным уравнениям от переменной л'. Для этого надо предположить, что функциями только от переменной і]-у/а(х) являются величины р(?/) = [п(х,у) - п0]/[пс(х) - п0], Н(?1) = Вх(х,у)/Ва(х), и(!]) = >х(х,у)/¥х(х). Здесь Ух(х)= ух(х,у=0), величина а(х) выступает как характерная толщина токовой структуры, а пс(х) = песеті. Задав разумные профили Н(і]),и(?]) и