misle.ru страница 1
скачать файл

XXXVIII Международная (Звенигородская) конференция по физике плазмы и УТС, 14 – 18 февраля 2011 г.



СПИРАЛЬНО-СИММЕТРИЧНЫЕ РЕШЕНИЯ УРАВНЕНИЙ ВЛАСОВА-МАКСВЕЛЛА


Ю.А. Цидулко, И.С. Черноштанов

Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН, 630090,Новосибирск, Россия.

Точные нелинейные решения уравнений Власова-Максвелла – важный инструмент для изучения кинетических неустойчивостей в плазме различной конфигурации, взаимодействия волн и пучков, эволюции волн большой амплитуды и др. Известно не так много типов таких решений (см. [1-4]). В настоящей работе рассматривается класс всех решений, обладающих полной спиральной симметрией – любой сдвиг в пространстве или времени эквивалентен некоторому повороту вокруг выделенной оси. Несмотря на жесткость ограничений, накладываемых симметрией, класс спирально-симметричных решений (пересекающийся с классами работ [2-4]) оказывается довольно разнообразным, содержащим разного сорта нелинейные волны (геликоны, альфвеновские и быстрые электромагнитные волны) и равновесные конфигурации.

Цели работы – привести общий метод построения спирально-симметричных решений и указать на новый тип точных решений, в которых присутствует однородное электрическое поле вдоль оси спиральной симметрии.

Инвариантность относительно преобразований 4х-параметрической группы позволяет находить все интегралы движения частиц в спирально-симметричных полях. Однако, спирально-симметричные функции распределения могут зависть только от двух из них. Произвольность зависимости от этих двух интегралов движения ограничивается только соотношениями, обеспечивающими наличие токов, поддерживающих требуемые поля. Показано, что спиральная симметрия функций распределения требует равенства Ez Bz=0 (индекс z означает проекцию на ось спирали). Решения с ненулевым Bz использовались в работе [5] для анализа стадии нелинейного насыщения альфвеновской ионно-циклотронной неустойчивости. Равновесные конфигурации с ненулевым Ez могут быть полезными для исследования кинетических эффектов в RFP конфигурациях с радиальным электрическим полем.



Литература:

  1. 1. I.B. Berstein, J.M. Greene, M.D. Kruskal, Phys.Rev. (1957) 108, p. 546.

  2. 2. L. Janicke, Plasma Physics, (1977) 19, p. 209.

  3. 3. C. Chen, J.A. Davies, G. Zhang, J.S. Wurtele, Phys. Rev. Lett. (1992), 69, p. 73.

  4. 4. N. Attico, F. Pegoraro, Phys. Plasmas (1999), 6, p. 767.

  5. 5. Ю.А. Цидулко, И.С. Черноштанов, Вестник НГУ (2010), сер. Физика, 5, выпуск 3.



скачать файл


Смотрите также: