Моделирование особенностей течения плазмы в дневном переходном слое

• Автор: Самсонов, Андрей Александрович
• Шифр специальности: 01.03.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 121 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава 1. Физические свойства космической плазмы
1.1 Наблюдения солнечного ветра
1.2 Бесстолкновительная ударная волна
1.3 Переходный слой
1.4 Формирование ударных волн внутри переходного слоя
1.5 Магнитопауза
1.6 Магнитное пересоединение и явление переноса потока
1.7 Экспериментальные оценки температурной анизотропии
1.8 Обобщение материалов первой главы
Глава 2. Уравнения магнитной гидродинамики и их использование при моделировании взаимодействия солнечного ветра с магнитосферой Земли
2.1 Область применения магнитной гидродинамики
2.2 Система уравнений идеальной магнитной гидродинамики
2.3 Запись системы уравнений в сферических координатах
2.4 Введение магнитной вязкости
2.5 Преобразование системы уравнений, связанное с численным решением задачи
2.6 МГД волны
2.7 МГД разрывы
2.8 Условие эволюционности ударных волн
2.9 Теория Чу - Голдбергера
2.10 Приложение теории ЧГЛ к течению в переходном слое
2.11 Модель ограниченной анизотропии в консервативной форме
2.12 Обзор моделей обтекания в докомпьютерную эпоху

2.13 Гидродинамические и кинематические модели
2.14 Магнитогидродинамические модели течения в переходной области
2.15 Формирование медленной ударной волны во внутренней части переходного слоя в существующих МГД моделях
2.16 Глобальное моделирование солнечно-земного взаимодействия
2.17 Необходимость развития существующих моделей
2.18 Обобщение материалов второй главы
Глава 3. Описание численного метода
3.1 Представление численной схемы
3.2 Выбор вязкого члена
3.3 Оценка величины вязкого члена
3.4 Тестирование схемы на одномерной автомодельной
задаче
3.5 Процедура тестирования
3.6 Условие устойчивости
3.7 Вычислительная область
3.8 Постановка граничных условий
3.9 Неравномерная сетка
3.10 Получение решения методом установления во времени
3.11 Анализ качества разрешения сетки
3.12 Выполнение условий Рэнкина-Гюгонио
3.13 Поведение энтропии вдоль линии потока
3.14 Проверка выполнения условия <ИюВ
3.15 Сравнение результатов с гидродинамическим решением Спрейтера и Стахары
3.16 Обобщение материалов третьей главы

Глава 4. Моделирование изотропного течения в переход-
ном слое
4.1 Результаты базовой модели
4.2 Обсуждение необходимости развития базовой модели
4.3 Изменение течения в переходном слое при изменении
направления ММП
4.4 Моделирование магнитного пересоединения на магнитопаузе
4.5 Изменение течения в переходном слое, вызванное процессом магнитного пересоединения на магнитопаузе
4.6 Выводы четвертой главы
Глава 5. Моделирование анизотропных свойств переходного слоя
5.1 Особенности моделирования температурной анизотропии в районе ударной волны
5.2 Сравнение результатов двухадиабатической и двухпо-литропной моделей с экспериментальными данными
5.3 Дальнейшие исследования анизотропных свойств переходного слоя при помощи модели ограниченной анизотропии
5.4 Обсуждение результатов модели ограниченной анизотропии
5.5 Выводы пятой главы
Заключение
Список литературы

нениями
дР±/т + (V у)р± + 2Р±(у V) - Рх(ъ (ь У)У) = о, дрц/дг + (V У)рц + рц(У V) + 2рц(Ь (Ь У)У) = 0, (29)
В разделе 2.11 показано, как выглядят двухтемпературные уравнения ЧГЛ в консервативной форме.
2.10 Приложение теории ЧГЛ к течению в переходном слое
Результаты численных расчетов, выполненные при использовании уравнений ЧГЛ (в том числе, представленные в данной работе), приводят к значениям температурной анизотропии протонов Тх/Щ значительно большим, чем реально наблюдаемые в переходной области.
Для разрешения этого противоречия в настоящее время существуют две модели.
1) Двух-политропная модель [43, 44] предполагает, что вместо двухадиабатических уравнений (25),(26) должны быть использованы двух-политропные уравнения:
Здесь, 7_|_ и 7ц- показатели политропы, которые, как предполагается, можно подбирать таким образом, чтобы полученные по формулам (30) значения р]_ и рц наилучшим образом соответствовали экспериментальным данным. Отказ от использования адиабатических уравнений обосновывается предположениями о наличии тепловых потоков или диссипации энергии на конечном электрическом сопротивлении. Нельзя сказать, что данные предположения в достаточной степени подтверждаются экспериментальными наблюдениями.
где Ь — В/В - единичный вектор вдоль направления магнитного поля.
(30)