Генерация и диагностика квазистационарных электромагнитных полей в ионизованных средах

• Автор: Мареев, Евгений Анатольевич
• Шифр специальности: 01.04.08
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 312 с. : ил.

Содержание
Введение
1 Особенности полей сторонних источников в однородной магнитоактивной плазме
1.1 Квазистационарное приближение для описания полей источников в плазме
1.2 Резонансное возбуждение плазменных волн и факторы, ограничивающие амплитуду поля
1.3 Магнитный диполь (виток с током) в магнитоактивной
плазме и его ближнее электрическое поле
1.4 Энергетические характеристики источников в различных
частотных диапазонах
1.5 Установление резонансной структуры поля. Модуляция сигнала
1.6 Выводы
2 Генерация полей сторонними источниками в неоднородной плазме
2.1 Кусочно-однородная плазма
2.2 Плавно-неоднородная плазма
2.3 Укороченное уравнение для поля источника в плавнонеоднородной плазме
2.4 Антенна магнитного типа в неоднородной плазме
2.5 Выводы
3 Влияние нелинейных эффектов на структуру поля и импедансные характеристики источников в плазме
3.1 Основные типы нелинейных эффектов при излучении антенн
в плазме
3.2 Низкочастотный зонд в изотропной плазме
3.2.1 Вольт-амперная и вольт-кулонная характеристики
3.2.2 Емкость зонда при потенциале, близком к плазменному
3.2.3 Общий вид вольт-кулонной характеристики большого
и малого зондов
3.3 Источник в разреженной магнитоактивной плазме
3.3.1 Основные уравнения
3.3.2 Образование скачков концентрации и поля. Гистерезис
3.3.3 Влияние столкновений
3.3.4 Влияние пространственной дисперсии
3.4 Эффекты нелокальной нелинейности в ближнем поле антенны в замагниченной плазме
3.4.1 Ионизационное самовоздействие поля
3.4.2 Тепловое самовоздействие поля
3.4.3 Структуры высокочастотного разряда, поддерживаемые источником плазменных волн в сильном магнитном поле
3.5 Выводы
Основы электрогидродинамики слабопроводягцей среды
4.1 Общие замечания
4.2 Основные уравнения однокомпонентной ЭГД
4.3 Анализ простых ЭГД моделей
4.3.1 Неустойчивость слабопроводягцей среды в скрещенных электрическом и магнитном полях
4.3.2 Волны в униполярно заряженной среде
4.3.3 Волны и ЭГД течения в слабопроводящих диэлектриках
4.3.4 Возможно ли электромагнитное динамо? (связь ЭГД
и МГД) .*
4.4 Проблема турбулентного электрического динамо
4.4.1 Одножидкостная электрогидродинамика
4.4.2 Турбулентный конвективный ток, генерируемый
монохроматической волной и стационарной
турбулентностью
4.5 Выводы
5 Генерация и диагностика флуктуаций электрического поля
в слабоионизованной среде
5.1 Короткопериодные пульсации электрического поля в
приземном слое атмосферы
5.1.1 Спектральные характеристики вариаций поля и тока
5.1.2 -Базовая модель
5.1.3 Вычисление спектров флуктуаций поля и тока
5.2 Пространственно-временные структуры электрического поля
и заряда в атмосфере
5.2.1 Разнесенный прием пульсаций электрического поля
5.2.2 Вычисление структурных функций
5.3 Нелинейные структуры электрического поля и заряда в
приземном слое атмосферы
5.3.1 Ступенька плотности заряда
5.3.2 Уравнение для возмущений заряда конечной амплитуды218
5.3.3 Уравнение Бюргерса
5.3.4 Разные подвижности легких аэроионов
5.4 Электродный эффект в атмосфере
5.5 Турбулентное динамо в приземном слое
5.6 Выводы
6 Коллективные эффекты в аэрозольной плазме
6.1 Эффекты коллективной зарядки в многопотоковой
аэрозольной плазме
6.1.1 Механизмы зарядки аэрозольных частин
6.1.2 Уравнения коллективной зарядки

находим (структура поля показана на рис.З):

(р = ср 1 + Ср2,
2 iPef /2 i(Ç + iLs)z/'2 2тт . v3/2 ,1Г)1Г7,
= “rT exp (" 3 (mW" j;T < ar9(ç +1£‘) <1'2'1,)
Как показывает выражение (1.2.17), область, занятая осцилляциями поля плазменных волн, находится в интервале углов (Я/т*)2'3 < 9 < (Я/L)2. При г Л (A/Я)12, # ~ Я/Л также можно воспользоваться методом перевала, но с учетом того обстоятельства, что седловые точки рд2 сливаются, когда (9 —> Я/Л. Выражение для потенциала при этом содержит функцию Эйри
Ai{7):
р - 9г + рс; срз, = гЯе/г_1/2( + гЯ,5)-3/2; (1.2.18)
* = «Р (-«¥) (1-2Д9)
где 77 = 2_5/-! (6вj sign(60); Ф9 = 9 — Я/Л. Из выражения (1.2.19) следует, что максимум амплитуды поля в области Л(Л/Я)1//2 < г < L/s находится вблизи луча 9 = Я/Л. где пространственные масштабы плазменной и электромагнитной волн совпадают. При г > L/s вступают в силу эффекты столкновительной диссипации. В области 9 7>> Я/Л. где пространственые масштабы плазменной и электромагнитной мод сильно отличаются, в соответствии с формулой (1.2.17), плазменная волна при удалении от источника затухает гораздо быстрее (на масштабе lsp ~ -у#~1//2), чем электромагнитная (для которой lsem ~ j91//2).
Если масштаб источника Я ~ л/ЛЯ, то и электромагнитные, и дисперсионные эффекты становятся существенными начиная с г ~ Я (Л/Я). В этом случае поле описывается выражениями (1.2.18), (1.2.19) при г Л>> Я(Л/Я), 9 ~ Я/Л и (1.2.17) при 0 Я/Л. Если поглощение слабое, но масштаб источника велик по сравнению с параметром /ЛЯ. дисперсионные эффекты слабо искажают структуру поля, описываемую формулой (1.2.15).
Полученные результаты легко обобщаются на случай, когда параметр s достаточно велик. В частности, при s (Я/Я)2, s 'L> {L/s)2 дисперсионной