Винтовая мода m = 1 в тонком плазменном шнуре с разрывным вертикальным магнитным полем
Рубрика:
| 1Черемных, ОК, 2Кришталь, АН, 1Ткаченко, АА 1Институт космических исследований НАН Украины и ГКА Украины, Киев, Украина 2Главная астрономическая обсерватория Национальной академии наук Украины, Киев, Украина |
| Kinemat. fiz. nebesnyh tel (Online) 2017, 33(3):3-24 |
| Start Page: Физика Солнца |
| Язык: русский |
Аннотация: Рассматриваются условия реализации и устойчивости винтовых мод с азимутальными волновыми числами m=±1 в цилиндрическом плазменном шнуре с криволинейным магнитным полем, по которому течет однородный ток вдоль оси шнура. Предполагается, что внутри и снаружи шнура есть постоянные вертикальные магнитные поля, шнур окружен бестоковой плазмой, а за его границей азимутальное магнитное поле уменьшается обратно пропорционально расстоянию от границы шнура. В приближении «тонкого» плазменного шнура получены дисперсионные уравнения для устойчивых и неустойчивых мод. Анализ этих уравнений проведен для случая разрывного вертикального магнитного поля на границе шнура. Определены условия распространения указанных волновых мод. Получено, что неустойчивые моды с m=±1 не реализуются. Результаты работы могут быть использованы для интерпретации поведения солнечных магнитных трубок по измерениям с космических аппаратов. |
| Ключевые слова: винтовые моды, магнитные поля, тонкий плазменный шнур |
References:
1. Г. Бейтман, МГД-неустойчивости, ( М: Энергоиздат, 1982.—200 с.)
2. А. Бернштейн, "Вариационный принцип для задач устойчивости в идеальной магнитогидродинамике", Основы физики плазмы , Под ред. А. А. Галеев и Р. Судан ( М.: Энергоатомиздат, 1983), Т. 1, С. 365—392.
3. М. Гуссенс, "Магнитo-гидродинамические волны и волновой нагрев неоднородной плазмы", Космическая магнитная гидродинамика, ( М.: Мир, 1995), С. 144—178.
4. А. Г. Загородний, О. К. Черемных, Введение в физику плазмы, ( Киев: Наук. думка, 2014.—696 с.)
5. Б. Б. Кадомцев, "Гидромагнитная устойчивость плазмы", Вопросы теории плазмы, ( М.: Госатомиздат, 1963), Вып. 2, С. 132—176.
6. К. Миямото, Основы физики плазмы и управляемого синтеза, ( М.: Физматлит,2007.—424 с.)
7. Ю. П. Ладиков-Роев, "Магнито-вихревые кольца". Изв. АН СССР. Сер. Механика и машиностроение, 1960. № 4, 7—13 (1960).
8. Ю. П. Ладиков-Роев, О. К. Черемных, "Распространение несжимаемых винтовых мод в тонкой магнитной силовой трубке". Проблемы управления и информатики, 2016. № 2, 91—100 (2016).
9. Е. Паркер, Космические магнитные поля. Их образование и проявления. Часть 1, ( М.: Мир, 1982.—608 с.)
10. Б. Робертс, "Магнитогидродинамические волны на Солнце", Космическая магнитная гидродинамика, ( М.: Мир, 1995), С. 112—143.
11. Б. П. Филиппов, Эруптивные процессы на Солнце, ( М: Физматлит, 2007.—216 с.)
12. Ю. Т. Цап, Ю. Г. Копылова, А. В. Степанов, "Баллонная неустойчивость и колебания корональных петель". Астрон. журн, 2006. № 12, 1142—1152 (2006).
13. О. К. Черемных, Д. Ю. Климушкин, Д. В. Косторев, "О структуре азимутально-мелкомасштабных УНЧ-колебаний горячей космической плазмы в кривом магнитном поле. Мода с непрерывным спектром". Кинематика и физика небес. тел, 2014. 30 (5), 3—21 (2014).
14. О. К. Черемных, "К теории поперечно-мелкомасштабных мод в цилиндрическом плазменном шнуре". Кинематика и физика небес. тел, 2015. 31 (5), 3—19 (2015).
15. О. К. Черемных, Д. Ю. Климушкин, П. Н. Магер, "О структуре азимутально-мелкомасштабных УНЧ-колебаний горячей космической плазмы в кривом магнитном поле. Моды с дискретным спектром". Кинематика и физика небес. тел, 2016. 32 (3) (2016).
16. В. Д. Шафранов, "К вопросу о гидромагнитной устойчивости плазменного шнура с током в сильном магнитном поле". Журн. эксперим. и теор. физ, 1970. 40, 241—253 (1970).
17. Z. M. Andrushchenko, S. M. Revenchuk, O. K. Cheremnykh, "Steady MHD flows in a cylindrical plasma column", Plasma Phys. Repts.—1993.—19, ( OSTI Indentifier: 102 964.),
18. K. Bennet, B. Roberts, V. Narain, "Waves in twisted magnetic flux tubes". Solar Phys, 1999. 185, 41—59 (1999).
19. O. S. Burdo, O. K. Cheremnykh, S. M. Revenchuk, V. D. Pustovitov, "General geometric dispersion relations for toroidal plasma configuration". Plasma Phys. and Controlled Fusion, 1994. 36 (4), P641—656 (1994).
20. O. K. Cheremnykh, "Dispersion equation and stability limit for ballooning flute modes in tokamak with circular magnetic surfaces and arbitrary pressure pro file". Nucl. Fusion, 1989. 29,N1, 1899—1904 (1989).
21. O. K. Cheremnykh, Z. M. Andrushchenko, J. W. Edenstrasser, V. B. Taranov, "Relaxation of non-ideal magnetohydrodynamic plasma in cylindrical column". Phys. Plasmas, 1994. 1 (8), 2525—2530 (1994).
22. O. K. Cheremnykh, "On the motion of vortex rings in an incompressible media". Nelineinaya Dinamika [Russian Journal of Nonlinear Dynamics], 2003. 4 (4), 417—428 (2003).
23. P. M. Edwin, B. Roberts, "Wave propagation in magnetic cylinder". Solar Phys, 1983. 88, 179—191 (1983).
24. R. Erdelyi, V. Fedun, "Sausage MHD waves in incompressible flux tubes with twisted magnetic fields". Solar Phys, 2006. 238, 41—59 (2006).
25. R. Erdelyi, V. Fedun, "Linear MHD Sausage waves in compressible magnetically twisted flux tubes". Solar Phys, 2007. 246, 101—118 (2007).
26. K. Hain, R. Z. Lüst, "Zur Stabilität zylindersymmetrischer Plasmakonfigurationen mit Volumenströmen". Z. Naturforsch. A, 1958. 13 (11) (1958).
27. A. N. Kryshtal, S. V. Gerasimenko, A. D. Voitsekhovska, O. K. Cheremnykh, "One type of three-wave interaction of low-frequency waves in magneto-active plasma of the solar atmosphere". Kinematics and Physics of Celestial Bodies, 2014. 30 (3), 147—154 (2014).
28. Yu. P. Ladikov-Roev, S. O. Cheremnykh, V. A. Yatsenko, "Axisymmetric force-free magnetic configurations in plasma flux". J. Automation and Inform. Sci, 2013. 45 (4), 45—58 (2013).
29. Y. P. Ladikov-Roev, A. A. Loginov, O. K. Cheremnykh, "Nonstationary model of solar spicula". J. Automation and Inform. Sci, 2014. 46 (10), 20—29 (2014).
30. M. S. Ruderman, "Nonaxisymmetric oscillations of the thin twisted magnetic tubes". Solar Phys, 2007. 246, 119—131 (2007).
31. M. S. Ruderman, "Propagating kink waves in thin twisted magnetic tubes with continuous equilibrium magnetic field". Astron. and Astrophys, 2015. 575 (A130), 1—11 (2015).
32. A. V. Stepanov, K. Shibasaki, Yu. G. Kopylova, Yu. T. Tsap, "MHD-oscillations of Cotonal loops and diagnostics of flare plasma". Solar Physics with Nobeyama Radioheliograph: Proc. of Nobeyama Symp. , P. 23— 31(2004, NSRO Report N 1)
33. J. A. Wesson, "Hydromagnetic stability of tokamaks". Nucl. Fution, 1978. 18 (1), 87—132 (1978).