Реферат: Ю. А. Спиричев Научно-исследовательский и конструкторский институт радиоэлектронной техники, г. Заречный, Пензенская обл., Россия, e-mail

XXXII Звенигородская конференция по физике плазмы и УТС, 14 – 18 февраля 2005 г.
МОДЕЛЬ ТУРБУЛЕНТНОСТИ ПЛАЗМЫ на основе уравнения для волн плотности тока с замкнутой спирально-вихревой компонентой Ю.А. Спиричев
Научно-исследовательский и конструкторский институт радиоэлектронной техники, г. Заречный, Пензенская обл., Россия, e-mail: spiron@sura.ru

Из уравнения для волн плотности тока с замкнутой спирально-вихревой компонентой [1], выведенного из уравнений Максвелла:

получено уравнение: или , (1)
где, - плотность носителей заряда, - линейная скорость носителей заряда, - время, и - не зависящие от времени векторные функции, определяемые начальными и граничными условиями задачи. Из уравнения (1) следует вывод, что при отсутствии внешних электромагнитных полей, при самосогласованном движении носителей заряда, завихрённость плотности тока в плазме линейно возрастает во времени. Этот процесс можно интерпретировать как возникновение турбулентности плазмы и её эволюцию во времени. Уравнение (1) и уравнение непрерывности для плотности тока представляют собой замкнутую систему векторных уравнений, описывающую развитие турбулентности плазмы во времени:

(2)

Для частного случая, когда и начальная завихрённость плотности тока , из уравнения (1), следует простое выражение для радиус-вектора носителя заряда, движущегося в плоскости X-Y, при направлении вектора по оси Z:

,

где - орт радиус-вектора . На рис.1 приведен результат моделирования такого движения носителей зарядов, соответствующий экспериментально наблюдаемым спирально-вихревым динамическим структурам. Фрагмент фотографии такой спирально-вихревой структуры приведён на рис. 2 [2]. Рис. 1 Рис. 2

Поскольку система уравнений (2) фактически выведена из уравнений Максвелла, то она физически более обоснованно описывает спирально-вихревые процессы в плазме, чем известные сконструированные феноменологические модели типа уравнений Свифта-Хоэнберга (Swift-Hohenberg) или Фитц Хью-Нагумо (FHN).


Литература.

Спиричев Ю.А. Тезисы докладов 31-й Звенигородской конференции по физике плазмы и УТС. Звенигород, 2004, с. 214.

Полак Л.С. Самоорганизация в неравновесных физико-химических процессах. М., 1983, 287 с.