Взаимодействие магнитогидродинамических волн с магнитогидродинамическими разрывами
Диссертация
Диссертация посвящена теоретическому изучению прохождения МГД-волн малой амплитуды через плоские магнитогидродинамические разрывы. Основное внимание уделено быстрым ударным волнам и вращательным разрывам. Получено аналитическое решение задачи преломления падающей линейной волны произвольного типа на сильной быстрой ударной волне. Задача представляет интерес при исследовании прохождения возмущений… Читать ещё >
Содержание
- 1. Общий метод решения задач о прохождении МГД-волн через МГДразрывы
- 1. 1. Постановка задачи. Общая схема решения
- 1. 2. Магнитогидродинамические волны в неограниченной среде
- 1. 3. Магнитогидродинамические разрывы
- 1. 4. Магнитогидродинамические волны в среде с плоской границей
- 1. 5. Связь малых возмущений с двух сторон от МГД-разрыва
- 2. Аналитическое и численное решение задач о прохождении МГД-волн через МГД-разрывы
- 2. 1. Обзор работ
- 2. 2. Прохождение волн через гидродинамическую ударную волну
- 2. 2. 1. Отражение звуковой волны от заднего фронта ударной волны
- 2. 2. 2. Прохождение звуковой волны через ударную волну
- 2. 2. 3. Прохождение энтропийной волны через ударную волну
- 2. 2. 4. Прохождение вихревой волны через ударную волну
- 2. 3. Прохождение МГД-волн через сильную быструю ударную волну
- 2. 3. 1. Отражение быстрой магнитозвуковой волны от заднего фронта сильной быстрой ударной волны
- 2. 3. 2. Прохождение через сильную быструю ударную волну МГД-волн, переносящих возмущения плотности
- 2. 3. 3. Волновой вектор падающей волны параллелен внешнему магнитному полю
- 2. 3. 4. Падение на сильную ударную волну произвольно ориентированной альвеновской волны
- 2. 4. Прохождение МГД-волн через магнитогидродинамическую перпендикулярную ударную волну (kLB0)
- 2. 4. 1. Вводные замечания
- 2. 4. 2. Вычисление относительных амплитуд уходящих волн
- 2. 5. Нормальное падение МГД-волн на вращательный разрыв
- 2. 6. Прохождение МГД-волн через вращательный разрыв при ?"l
- 2. 6. 1. МГД-волны при ?"
- 2. 6. 2. Закон Снеллиуса при ?"l
- 2. 6. 3. Определение амплитуд уходящих волн
- 2. 7. Прохождение МГД-волн через вращательный разрыв численное решение)
- 2. 7. 1. Зависимость амплитуд уходящих волн от ?
- 2. 7. 2. Зависимость коэффициентов прохождения от угла поворота
- 2. 7. 3. Зависимость коэффициентов прохождения от угла между кт и Вт
- 2. 7. 4. Зависимость коэффициентов прохождения от наклона магнитного поля
- 2. 7. 5. Зависимость коэффициентов прохождения от угла падения
- 3. 1. Описание квазиволновой структуры и её эволюции
- 3. 2. Анализ разрывов, возникающих на фронтах квазиволновой структуры
- 3. 2. 1. Используемый метод анализа разрывов
- 3. 2. 2. Анализ разрывов
- 3. 2. 3. Результаты анализа свойств разрывов. 161 3.3 Возможные механизмы генерации квазиволновой структуры
Список литературы
- Альвен, Г., и К.-Г. Фельтхаммар, Космическая электродинамика, Мир, 1967.
- Альвен, X., Космическая плазма, Мир, 1983.
- Арцимович, JI.A., и Р.З. Сагдеев, Физика плазмы для физиков, М., стр. 244, 1979.
- Ахиезер, А.И., Г .Я. Любарский, и Р. В. Половин, Об устойчивости ударных волн в магнитной гидродинамике, ЖЭТФ, т.25, стр.731−737, 1958.
- Ахиезер, А.И., И.А. Ахиезер, Р. В. Половин, А. Г. Ситенко, и К. Н. Степанов, Электродинамика плазмы, Наука, 1974.
- Бархатов, H.A., П.А. Беспалов, и М. С. Ковнер, О прохождении пакета низкочастотных волн через отошедшую ударную волну, Геомагнетизм и аэрономия, т. 17, стр. 16−19, 1977.
- Берс, А., A.A. Галеев, В. Е. Голант и др. Основы физики плазмы, т.2, Раздел: В. Хортон, Дрейфовая турбулентность и аномальный перенос, «Энергоатомиздат», 1984.
- Блохинцев, Д.И., Движущийся приёмник звука, ДАН СССР, т.47, стр.22−25, 1945.
- Брандт, Дж., Солнечный ветер, «Мир», 1973.
- Бреховских, JI.M., Волны в слоистых средах, Наука, 1973 .
- Быков, A.M., и Д.Г. Яковлев, Распространение ударных волн в турбулентной среде и мерцания радиоизлучения пульсаров, Препринт ФТИ № 782, Ленинград, 1982, 28 стр.
- Вайнштейн, С.И., A.M. Быков и И. Н. Топтыгин, Турбулентность, токовые слои и ударные волны в космической плазме, «Наука», 1989.
- Глазнев, В.Н., Экспериментальное исследование отражения акустической волны от ударной в канале переменного сечения, Изв. Сиб. отд. АН СССР, сер. техн. Наук, № 3, вып.1, стр. 99−106, 1974.
- Друде, П., Оптика, ОНТИ, стр. 273−276, 1935.
- Дьяков, С.П., Об устойчивости ударных волн. ЖЭТФ, 27, стр. 288−296, 1954.
- Дьяков, С.П., Взаимодействие ударных волн с малыми возмущениями. I, ЖЭТФ, т. 33, стр. 948−961, 1957а.
- Дьяков, С.П., Взаимодействие ударных волн с малыми возмущениями. II, ЖЭТФ, т. 33, стр. 962−974, 19 576.
- Зельдович, Я.Б., и Ю.П. Райзер, Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений, Физматгиз, 1963.
- Ибрагим, М.А., А.И. Климов, и Ф. В. Шугаев, Взаимодействие звуковых волн с ударной волной, Акустический журнал, т.24, вып.4, стр. 529−533, 1978а.
- Ибрагим, М.А., А.И. Климов, и Ф. В. Шугаев, Экспериментальное исследование прохождения вихревого кольца через ударную волну, Вестник МГУ, сер. физ., астрон., т. 19, стр. 24−27, 19 786.
- Ибрагим, М.А., А.И. Климов, и Ф. В. Шугаев, Взаимодействие вихревого кольца с ударной волной, Известия АН СССР, МЖГ, № 5, стр. 181−183, 1978 В.
- Иорданский, C.B., Теорема Цемплена в магнитной гидродинамике, ДАН СССР, т. 121, N4, стр. 610−612, 1958.
- Кадомцев, Б.Б., Коллективные явления в плазме, Наука, 1988.
- Киселёв, М.И., К расчёту ударных волн в магнитной гидродинамике. ДАН СССР, т. 126, стр.524−527, 1959.
- Киселёв, М.И., и Н.И. Колосницын, К расчёту наклонных ударных волн в магнитной газодинамике. ДАН СССР, т. 131, стр.773−775, 1960.
- Конторович, В.М., К вопросу об устойчивости ударных волн. ЖЭТФ, т.33, стр. 1525−1526, 1957а.
- Конторович, В.М., Отражение и преломление звука ударной волной, ЖЭТФ, т. 33, стр. 1527−1528, 19 576.
- Конторович, В.М., О взаимодействии малых возмущений с разрывами в магнитной гидродинамике и об устойчивости ударных волн, ЖЭТФ, т. 35, стр. 1216−1225, 1958.
- Конторович, В.М., Отражение и преломление звука на ударных волнах. Акустический журнал, т.5, стр.314−323, 1959.
- Кузнецов, Н.М., К теории устойчивости ударных волн, ЖЭТФ, т.88, стр. 470 486, 1985.
- Куликовский, А.Г., и Г.А. Любимов. Магнитная гидродинамика. Москва, 1962.
- Лайтхилл, Д., Волны в жидкостях, «Мир», 1981.
- Ландау, Л.Д., Об устойчивости тангенциальных разрывов в сжимаемой жидкости, ДАН СССР, т.44, стр. 151, 1944.
- Ландау, Л.Д., и Е.М. Лифшиц, Электродинамика сплошных сред, Наука, 1982.
- Ландау, Л.Д., и Е.М. Лифшиц, Гидродинамика, Наука, 1986.
- Любчич, A.A. и М.И. Пудовкин, Прохождение магнитогидродинамических волн через магнитогидродинамическую перпендикулярную ударную волну, В: Моделирование процессов в верхней полярной атмосфере, Сборник науч. тр. ПГИ КНЦ РАН, Мурманск, стр. 29−62, 1998.
- Михайловский, А.Б., и A.M. Фридман, Дрейфовые волны в плазме конечного давления, ЖЭТФ, т.51, стр. 1430, 1966.
- Михайловский, А.Б., Теория плазменных неустойчивостей, т.2. Глава 15. «Атомиздат», 1977.
- Петвиашвили, В.И., Самофокусировка потенциальной дрейфовой волны, Физика плазмы, т.З, вып.2, стр. 270−272, 1977.
- Петвиашвили, В.И., и О.Ю. Цвелодуб, Подковообразные солитоны на стекающей вязкой плёнке жидкости, ДАН СССР, т.238, стр. 1321−1323, 1978.
- Пудовкин, М.И., и A.A. Любчич, Прохождение альвеновской волны через фронт сильной ударной волны, Геомагнетизм и аэрономия, N2, стр. 197 203, 1989а.
- Пудовкин, М.И., и A.A. Любчич, Вращение вектора поляризации МГД-волн во вспышечном потоке. Геомагнетизм и аэрономия, N2, стр.306−309, 1989b.
- Пудовкин, М.И., и A.A. Любчич, Взаимодействие альвеновской волны с сильной ударной волны, Магнитосферные исследования, N17, стр.98−110, 1990.
- Мандельштам, Л., Групповая скорость в кристаллической решётке, ЖЭТФ, т. 15, стр. 477−478, 1945.'
- Паркер, Е.Н., Динамические процессы в межпланетной среде, «Мир», .1965.
- Пименов, С.Ф., О спонтанном излучении волн быстрой ударной волной в продольном магнитном поле, ЖЭТФ, т.83, N1, стр. 106−113, 1982.
- Половин, Р.В., и Г.Я. Любарский, Невозможность ударных волн разрежения в магнитной гидродинамике, ЖЭТФ, т.35, стр. 510, 1958.
- Половин, Р.В., и В.П. Демуцкий, Основы магнитной гидродинамики, Энергоатомиздат, 1987.
- Рудаков, Л.И. и Р.З. Сагдеев, Колебания неоднородной плазмы в магнитном поле, ЖЭТФ, т.37, стр. 1337−1341, 1959.
- Седов, Л.И., Механика сплошных сред, ч.2, изд. МГУ, 1967.
- Сивухин, Д.В., Оптика, Наука, стр. 402−406 и 508−513, 1980.
- Сислян, Ж.С., О взаимодействии возмущений с ударной волной при одномерном неустановившемся движении газа, Журн.прикл.мех. и техн.физ., № 3, стр.153−155, 1963.
- Сыроватский, С.И., Об устойчивости тангенциальных разрывов в магнитогидродинамической среде, ЖЭТФ, т.24, стр. 622−630, 1953.
- Сыроватский, С.И., Некоторые свойства поверхностей разрыва в магнитной гидродинамике, Тр.ФИАН, 8, стр. 15−64, 1956.
- Сыроватский, С.И., Об устойчивости ударных волн в магнитной гидродинамике, ЖЭТФ, т.35, стр. 1466−1470, 1958.
- Топтыгин, И.Н., Космические лучи в межпланетных магнитных полях, «Наука», 1983.
- Ушаков, А.Ю., Рассеяние МГД возмущений на фронтах ударных волн, Препринт ФТИим. А. Ф. Йоффе, № 824, 1983.
- Церковников, Ю.А., Устойчивость плазмы в сильном магнитном поле, ЖЭТФ, т. 32, стр. 67−74, 1957.
- Чен, Ф., Введение в физику плазмы, стр. 213−216, «Мир», 1987.
- Шугаев, Ф.В., Взаимодействие ударных волн с возмущениями, Москва, Изд-во МГУ, 96 стр., 1983.
- Шумягский, Б.М., Таблицы для решения кубических уравнений методом основ, M.-JL, 1950. lfven, H., Existence of electromagnetic-hydrodinamic waves, Nature, t.150, N3805, p. 405, 1942.
- Banos, A.Jr., Magneto-hydrodynanamic waves in incompressible and compressible fluids, Proc.Roy.Soc., Ser.A., t.233, p.350−366, 1955.
- Bazer, J., and W.B. Ericson. Hydromagnetic shock. Astrophys. Journ., t.129, p.758, 1959.
- Brillouin, J., Reflexion et refraction d’ondes acoustique par une onde de choc, Acustica, t.5, p.149−163, 1955.
- Burgers, J.M., On the transmission of sound waves through a schock wave, Proc.Ned.Akad.Wet., i.49,.p.273−281, 1946.
- Gardner, С.S., and M.D. Kruskal, Stability of plane magnetohydrodynamic shocks. The Physics of Fluids, 7, N5, p. 700−706, 1964.
- Hassam, A.B., Transmission of Alfven Waves Through the Earth’s Bow Shock: Theory and Observation, JGR, v.83, NA2, p.643−653, 1978.
- Heifer, H.L., Magneto-hydrodynamic shock waves. Astrophys.J., 117, p. 177−199, 1953.
- Herlofson, N., Magneto-hydrodynamic waves in a compressible fluid conductor, Nature, t.165, p.1020−1021, 1950.
- Hoffmann, F. De, and E. Teller, Magneto-hydrodynamic shock waves, Phys.Rev., m.80, N4, p.692−703,195O.
- Hollingsworth, M.A., and E.J. Richards, A schlieren study of the interaction between a vortex and a shock wave in a shock tube, In: Aeronaut.Res.Council.Rept. 17 985, Fluid Motion Sub-Comm, 1956.
- Hudson, P.D., Discontinuities in an anisotropic plasma and their identification in the solar wind, Planet. Space Sci., 18, p. 1611−1622, 1970.
- Hudson, P.D., Rotational discontinuities in an anisotropic plasma, Planet. Space Sci, 19, p. 1693−1699, 1971.
- Hugoniot, H., Sur la propagation du mouvement dans les corps et specialement dans les gas parfaits, J. de I’Ecole Polytech., t.58, p. 1−125, 1889.
- King, J.H., Interplanetary medium data book, Greenbelt, Marylend, USA, 1977.
- Manakov, S.V., V.E. Zakharnov, L.A. Bordac, A.R. Its, and V.B. Matveev, Two-dimensional solitons of the Kadomtsev-Petviashvili equation and their interaction, Phys.Lett., v.63A, N3, p. 205−206, 1977.
- Manninen, J., T. Turunen, A. Lubchich, E. Titova, and T. Yahnina, Relations of VLF emissions to impulsive electron precipitation measured by EISCAT radar in the morning sector of auroral oval. J. Atmos. Terr. Phys., v. 58, p. 97−106, 1996.
- McKenzie, J.F., and K.O. Westphal, Interaction of linear waves with oblique shock waves, The Physics of Fluids, t. ll, p. 2350−2362, 1968.
- McKenzie, J.F., and K.O. Westphal, Transmission of Alfven waves through the earth’s bow shock, Planet. Space Sci., 17, p. 1029−1037, 1969.
- McKenzie, J.F., Hydromagnetic wave interaction with the magnetopause and the bow shock, Planet. Space Sci., v. 18, p. 1−23, 1970.
- McKenzie, J.F., and K.O. Westphal, Interaction of hydromagnetic waves with hydromagnetic shocks, The Physics of Fluids, tl3, p. 630−640, 1970.
- Parker, E.N., Dynamics of the interplanetary gas and magnetic fields, Astrophys.J., v.!28,p. 664−676, 1958.
- Pudovkin, M.I., C.-V. Meister, B.P. Besser, and H.K. Biernat, The effective polytropic index in a magnetized plasma, JGR, v. 102, p.27 145−27 149, 1997.
- Rankine, W.J.M., Phil.Trans.Roy.Soc., v.160, p. 277−288, 1870.
- Scholer, M., and J.W. Belcher, The effect of Alfven waves on MHD fast shocks, Solar Phys., 16, p. 472−483, 1971.
- Tasso, H., Shock-like drift waves, Phys. Lett., v.24A, N11, p. 618, 1967.
- Tohru, Hada, Nonlinear evolution of waves and shocks in the solar wind, Dissertation abstracts international, v.46−12, section B, p. 4290, 1985.
- Totten, T.L., J.M. Freeman, and S. Arya, An empirical determination of the polytropic index for the free-streaming solar wind using Helios 1 data, JGR, v.100, p. 13−17, 1995.
- Van de Hulst, H.C., Interstellar polarisation and magneto-hydrodynamic waves, Problems of cosmic aerodynamics, Central Air Documents Office, p. 45−56, 1951.
- Verzariu, P., Reflection and refraction of hydromagnetic waves at the magnetopause, Planet. Space Sei., v.21, p. 2213−2225, 1973.
- Westphal, K.O., and J.F. McKenzie,. Interaction of magnetoacoustic and entropy waves with normal magnetohydrodynamic shock waves. The Physics of Fluids, tl2, p. 1228−1236, 1969.
- Whang, J.C., Slow shocks and their transition to fast shocks in the inner solar wind. JGR, v92, p.4349−4356, 1987.
- Whang, J.C., Fengsi Wei and Heng Du, Critical angles of incidence for transmission of magnetohydrodynamic waves across shock surfaces, JGR, v. 92, p. 12 036−12 044, 1987.
- Wolfe, A., and R.L. Kaufmann, MHD wave transmission and production near the magnetopause, JGR, v. 80, p. 1764−1775, 1975.
- Zhuang, H.-C., and C.T. Russel, Interaction of small-amplitude fluctuations with a strong magnetohydrodynamic shock, The Physics of Fluids, 25, p. 748, 1982.