Выпуски

 / 

2011

 / 

Сентябрь

  

Обзоры актуальных проблем


Наблюдения перемежаемости и обобщённого самоподобия в турбулентных пограничных слоях лабораторной и магнитосферной плазмы: на пути к определению количественных характеристик переноса

 а, б,  б,  б
а Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт», пл. акад. Курчатова 1, Москва, 123182, Российская Федерация
б Институт космических исследований РАН, ул. Профсоюзная 84/32, Москва, 117997, Российская Федерация

Сравнительный анализ фундаментальных свойств флуктуаций вблизи границ плазмы, удерживаемой в термоядерных установках, и плазмы в турбулентных погранслоях (ТПС) магнитосферы Земли показал схожесть их основных статистических характеристик, в том числе зависимостей от масштабов (скейлинга) структурных функций и параметров мультифрактальности. Наблюдаются перемежаемый характер флуктуаций и аномальный перенос массы и импульса за счёт спорадических инжекций плазменных потоков с вероятностью больших амплитуд потока значительно выше, чем предсказывается гауссовым законом классической диффузии. Турбулентность в периферийной области удержания плазмы в термоядерных установках и в ТПС обладает обобщённым свойством масштабной инвариантности в широком диапазоне характерных длин, простирающемся вплоть до масштабов диссипации. Экспериментальные скейлинги, полученные в плазменных ТПС, используются для сравнения с результатами экспериментов в нейтральных средах, что позволяет выявить универсальные свойства развитой турбулентности. Скейлинги ТПС описываются логпуассоновской моделью с квазиодномерными диссипативными структурами. Закон среднеквадратичного смещения частиц $\langle \delta x^2\rangle$ со временем $\tau$, полученный из экспериментальных параметров логпуассоновского распределения $\langle \delta x^2\rangle \propto \tau^\alpha$, с показателем $\alpha\approx 1,2-1,8$ свидетельствует о наличии супердиффузии в изучаемых ТПС. Определение характера обобщённого диффузионного процесса из имеющихся регулярных данных является одним из необходимых шагов на пути количественного описания процессов переноса в ТПС.

Текст: pdf
Войдите или зарегистрируйтесь чтобы получить доступ к полным текстам статей.
English fulltext is available at IOP
PACS: 05.45.−a, 47.27.−i, 52.35.Ra (все)
DOI: 10.3367/UFNr.0181.201109a.0905
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2011/9/a/
Цитата: Будаев В П, Савин С П, Зелёный Л М "Наблюдения перемежаемости и обобщённого самоподобия в турбулентных пограничных слоях лабораторной и магнитосферной плазмы: на пути к определению количественных характеристик переноса" УФН 181 905–952 (2011)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Поступила: 2 июля 2010, доработана: 22 февраля 2011, 2 марта 2011

English citation: Budaev V P, Savin S P, Zelenyi L M “Investigation of intermittency and generalized self-similarity of turbulent boundary layers in laboratory and magnetospheric plasmas: towards a quantitative definition of plasma transport featuresPhys. Usp. 54 875–918 (2011); DOI: 10.3367/UFNe.0181.201109a.0905

Список литературы (300) Статьи, ссылающиеся на эту (43) ↓ Похожие статьи (20)

  1. Budaev V P, Fedorovich S et al Fusion Engineering and Design 155 111694 (2020)
  2. Budaev V P, Fedorovich S D et al J. Phys.: Conf. Ser. 1556 012087 (2020)
  3. Budaev V P, Dedov A V et al J. Phys.: Conf. Ser. 1383 012016 (2019)
  4. Budaev V P, Dedov A V et al J. Phys.: Conf. Ser. 1383 012017 (2019)
  5. Budaev V P, Fedorovich S D et al J. Phys.: Conf. Ser. 1383 012015 (2019)
  6. Arkashov N S Comput. Math. and Math. Phys. 59 402 (2019)
  7. Budaev V P, Dedov A V et al J. Phys.: Conf. Ser. 1370 012043 (2019)
  8. Gerasimov D N, Fedorovich S D et al J. Phys.: Conf. Ser. 1370 012047 (2019)
  9. Budaev V P, Fedorovich S D et al J. Phys.: Conf. Ser. 1370 012042 (2019)
  10. Budaev V P J. Phys.: Conf. Ser. 1238 012048 (2019)
  11. Fedorovich S D, Budaev V P et al J. Phys.: Conf. Ser. 1370 012045 (2019)
  12. Smolanov N A J. Phys.: Conf. Ser. 1281 012078 (2019)
  13. Fedorovich S D, Budaev V P et al J. Phys.: Conf. Ser. 1370 012044 (2019)
  14. Budaev V P, Khimchenko L N et al J. Phys.: Conf. Ser. 1370 012046 (2019)
  15. Batanov G M, Borzosekov V D et al Plasma Phys. Control. Fusion 61 075006 (2019)
  16. Smolanov N A J. Synch. Investig. 12 593 (2018)
  17. Budaev V P J. Phys.: Conf. Ser. 1094 012016 (2018)
  18. Budaev V P J. Phys.: Conf. Ser. 891 012301 (2017)
  19. Budaev V P Physics Letters A 381 3706 (2017)
  20. Budaev V P Jetp Lett. 105 307 (2017)
  21. Riazantseva M, Budaev V et al J. Plasma Phys. 83 (4) (2017)
  22. Smolanov N A J. Synch. Investig. 11 353 (2017)
  23. Riazantseva M O, Budaev V P et al Geomagn. Aeron. 57 645 (2017)
  24. Arkashov N S, Seleznev V A Theor Math Phys 193 1508 (2017)
  25. Sharma A S, Aschwanden M J et al Space Sci Rev 198 167 (2016)
  26. Silin V P, Budaev V P et al Bull. Lebedev Phys. Inst. 43 132 (2016)
  27. Riazantseva M O, Budaev V P et al Advances in Space Research 58 166 (2016)
  28. Budaev V  P, Zelenyi L  M, Savin S  P J. Plasma Phys. 81 (6) (2015)
  29. Zybin K P, Sirota V A Успехи физических наук 185 593 (2015) [Zybin K P, Sirota V A Phys.-Usp. 58 556 (2015)]
  30. Gembarzhevskii G V, Lednev A K, Osipenko K Yu Tech. Phys. Lett. 41 1132 (2015)
  31. Riazantseva M O, Budaev V P et al Phil. Trans. R. Soc. A 373 20140146 (2015)
  32. Krivodubskij V N Kinemat. Phys. Celest. Bodies 31 55 (2015)
  33. Gembarzhevskii G V JMP 06 46 (2015)
  34. Savin S, Amata E et al Jetp Lett. 99 16 (2014)
  35. Anisimov S V, Shikhova N M Atmospheric Research 135-136 255 (2014)
  36. Chernyshov A A, Karelsky K V, Petrosyan A S Успехи физических наук 184 457 (2014) [Chernyshov A A, Karelsky K V, Petrosyan A S Phys.-Usp. 57 421 (2014)]
  37. Zelenyi L, Artemyev A Space Sciences Series of ISSI Vol. Microphysics of Cosmic Plasmas47 Chapter 14 (2013) p. 365
  38. Vasil’kov D G, Kholnov Yu V, Shchepetov S V Plasma Phys. Rep. 39 615 (2013)
  39. Kozak L V, Kostyk R I, Cheremnykh O K Kinemat. Phys. Celest. Bodies 29 66 (2013)
  40. Bakunin O G Успехи физических наук 183 257 (2013) [Bakunin O G Phys.-Usp. 56 243 (2013)]
  41. Zelenyi L, Artemyev A Space Sci Rev 178 441 (2013)
  42. Gorchakov G I, Karpov A V et al Atmos Ocean Opt 25 423 (2012)
  43. Budaev V P, Grashin S A et al Jetp Lett. 95 78 (2012)

© Успехи физических наук, 1918–2020
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение