RSS-ленты
РусскийEnglish
Выпуск 4, 2024
Том год страница
Выпуски Авторы PACS Подписчикам Для авторов

Выпуски

 / 

2017

 / 

Август

←  →

Физика наших дней


Модель модифицированной магнитной гидродинамики с учётом волновой турбулентности в приложениях к астрофизике

, ,
Институт астрономии РАН, ул. Пятницкая 48, Москва, 119017, Российская Федерация

Моделирование астрофизических течений в рамках классической магнитной гидродинамики нередко наталкивается на значительные затруднения, связанные с большими значениями альвеновской скорости (вплоть до релятивистских). Такие ситуации могут возникать в задачах моделирования магнитосфер планет и звёзд, аккреционных течений в полярах, промежуточных полярах и вблизи нейтронных звёзд. В условиях сильного магнитного поля в плазме может развиваться турбулентность волнового типа. Она может оказывать существенное влияние, приводя к изменению энергетического баланса и сил, определяющих динамику плазмы. Получена замкнутая система уравнений модифицированной магнитной гидродинамики с учётом волновой турбулентности для большого диапазона величин магнитного поля и турбулентной энергии. Течение описывается как сумма усреднённого течения и возмущений, вызванных волновыми пульсациями. В качестве возмущений рассматриваются альвеновские волны со скоростями вплоть до релятивистских значений. Найдены выражения для величины объёмной силы, вязкости и диссипативного нагрева, вызванных турбулентностью. Выполнен анализ уравнений для некоторых предельных случаев. Показано, что предлагаемый подход можно использовать для моделирования широкого класса течений астрофизической плазмы.

Текст pdf (390 Кб)
English fulltext is available at DOI: 10.3367/UFNe.2017.01.038063
Ключевые слова: магнитная гидродинамика, турбулентность, альвеновские волны, тесные двойные звёзды
PACS: 52.30.Cv, 52.35.Bj, 52.35.Ra, 52.65.Kj, 95.30.Qd, 94.05.Lk, 97.80.Gm (все)
DOI: 10.3367/UFNr.2017.01.038063
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2017/8/c/
000414573600003
2-s2.0-85041015589
2017PhyU...60..798K
Цитата: Курбатов Е П, Жилкин А Г, Бисикало Д В "Модель модифицированной магнитной гидродинамики с учётом волновой турбулентности в приложениях к астрофизике" УФН 187 857–878 (2017)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Поступила: 15 ноября 2016, доработана: 20 января 2017, 25 января 2017

English citation: Kurbatov E P, Zhilkin A G, Bisikalo D V “Modified magnetohydrodynamics model including wave turbulence: astrophysical applications” Phys. Usp. 60 798–817 (2017); DOI: 10.3367/UFNe.2017.01.038063

Список литературы (43) ↓ Статьи, ссылающиеся на эту (5) Похожие статьи (9)

  1. Ландау Л Д, Лифшиц Е М Электродинамика сплошных сред (М.: Физматлит, 2003); Пер. на англ. яз., Landau L D, Lifshitz E M Electrodynamics of Continuous Media (New York: Pergamon Press, 1984)
  2. Франк-Каменецкий Д А Лекции по физике плазмы (М.: Атомиздат, 1968)
  3. Chen F Introduction to Plasma Physics (New York: Springer, 1995); Пер. на русск. яз., Чен Ф Введение в физику плазмы (М.: Мир, 1987)
  4. Баранов В Б, Краснобаев К В Гидродинамическая теория космической плазмы (М.: Наука, 1977)
  5. Priest E R Solar Magneto-Hydrodynamics (Dordrecht: D. Reidel Publ. Co., 1982); Пер. на русск. яз., Прист Э Р Солнечная магнитогидродинамика (М.: Мир, 1985)
  6. Липунов В М Астрофизика нейтронных звезд (М.: Наука, 1987); Пер. на англ. яз., Lipunov V M Astrophysics of Neutron Stars (Heidelberg: Springer, 1992)
  7. Priest E R, Hood A W (Eds) Advances in Solar System Magnetohydrodynamics (Cambridge: Cambridge Univ. Press, 1991); Пер. на русск. яз., Прист Э, Худ А (Ред.) Космическая магнитная гидродинамика (М: Мир, 1995)
  8. Campbell C G Magnetohydrodynamics in Binary Stars (Dordrecht: Kluwer Acad. Publ., 1997)
  9. Бескин В С Осесимметричные стационарные течения в астрофизике (М.: Физматлит, 2005); Пер. на англ. яз., Beskin V S MHD Flows in Compact Astrophysical Objects (Heidelberg: Springer, 2010)
  10. Warner B Cataclysmic Variable Stars (Cambridge: Cambridge Univ. Press, 2003)
  11. Langer S H, Chanmugam C, Shaviv G Astrophys. J. 258 289 (1982)
  12. Frank J, King A R, Raine D J Accretion Power in Astrophysics 3rd ed. (Cambridge: Cambridge Univ. Press, 2002)
  13. Бисикало Д В, Жилкин А Г, Боярчук А А Газодинамика тесных двойных звезд (М.: Физматлит, 2013)
  14. Галеев А А Физика космоса. Маленькая энциклопедия (Под ред. Р А Сюняева) 2-е изд. (М.: Советская энциклопедия, 1986) с. 367
  15. Potter D Computational Physics (London: J. Wiley, 1973); Пер. на русск. яз., Поттер Д Вычислительные методы в физике (М.: Мир, 1975)
  16. Куликовский А Г, Погорелов Н В, Семенов А Ю Математические вопросы численного решения гиперболических систем уравнений (М.: Физматлит, 2001); Пер. на англ. яз., Kulikovskii A G, Pogorelov N V, Semenov A Yu Mathematical Aspects of Numerical Solution of Hyperbolic Systems (Boca Raton, Fla.: Chapman and Hall. CRC, 2000)
  17. Boris J P "A physically motivated solution of the Alfvén problem" NRL Memorandum Report 2167 (Washington, DC: Naval Research Laboratory, 1970)
  18. Gombosi T I et al. J. Comput. Phys. 177 176 (2002)
  19. Tóth G et al. J. Geophys. Res. 116 A07211 (2011)
  20. Захаров В Е Журн. приклад. мех. тех. физ. (1) 14 (1965); Zakharov V E J. Appl. Mech. Tech. Phys. 6 10 (1965)
  21. Захаров В Е Журн. приклад. мех. тех. физ. (4) 35 (1965); Zakharov V E J. Appl. Mech. Tech. Phys. 6 22 (1965)
  22. Ирошников П С Астрон. журн. 40 742 (1963); Iroshnikov P S Sov. Astron. 7 566 (1964)
  23. Kraichnan R H Phys. Fluids 85 575 (1965)
  24. Galtier S et al. J. Plasma Phys. 63 447 (2000)
  25. Кузнецов Е А ЖЭТФ 120 1213 (2001); Kuznetsov E A JETP 93 1052 (2001)
  26. Chandran B D G Phys. Rev. Lett. 95 265004 (2005)
  27. Жилкин А Г, Бисикало Д В Астрон. журн. 87 913 (2010); Zhilkin A G, Bisikalo D V Astron. Rep. 54 840 (2010)
  28. Жилкин А Г, Бисикало Д В, Боярчук А А УФН 182 121 (2012); Zhilkin A G, Bisikalo D V, Boyarchuk A A Phys. Usp. 55 115 (2012)
  29. Zhilkin A G, Bisikalo D V, Ustyugov V A AIP Conf. Proc. 1551 22 (2013)
  30. Жилкин А Г, Бисикало Д В, Масон П А Астрон. журн. 89 291 (2012); Zhilkin A G, Bisikalo D V, Mason P A Astron. Rep. 56 257 (2012)
  31. Бисикало Д В и др. Астрон. журн. 90 366 (2013); Bisikalo D V et al. Astron. Rep. 57 327 (2013)
  32. Фатеева А М, Жилкин А Г, Бисикало Д В Астрон. журн. 92 977 (2015); Fateeva A M, Zhilkin A G, Bisikalo D V Astron. Rep. 60 87 (2015)
  33. Исакова П Б, Жилкин А Г, Бисикало Д В Астрон. журн. 92 720 (2015); Isakova P B, Zhilkin A G, Bisikalo D V Astron. Rep. 59 843 (2015)
  34. Исакова П Б и др. Астрон. журн. 93 474 (2016); Isakova P B et al. Astron. Rep. 60 498 (2016)
  35. Sridhar S, Goldreich P Astrophys. J. 432 612 (1994)
  36. Goldreich P, Sridhar S Astrophys. J. 438 763 (1995)
  37. Bruno R, Carbone V Living Rev. Solar Phys. 10 2 (2013)
  38. Canuto V M Astrophys. J. 482 827 (1997)
  39. Чернышов А А, Карельский К В, Петросян А С УФН 184 457 (2014); Chernyshov A A, Karelsky K V, Petrosyan A S Phys. Usp. 57 421 (2014)
  40. Ландау Л Д, Лифшиц Е М Гидродинамика (М.: Физматлит, 2003); Пер. на англ. яз., Landau L D, Lifshitz E M Fluid Mechanics (Oxford: Pergamon Press, 1987)
  41. Okamoto I Astron. Astrophys. 211 476 (1989)
  42. Гершман Б Н, Ерухимов Л М, Яшин Ю Я Волновые явления в ионосфере и космической плазме (М.: Наука, 1984)
  43. Брагинский С И ЖЭТФ 37 1417 (1959); Braginskii S I Sov. Phys. JETP 10 1005 (1960)
© Успехи физических наук, 1918–2024
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение