1 / 19 Next Page
Information
Show Menu
1 / 19 Next Page
Page Background

ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки. 2017. № 1

59

УДК 533.95

DOI: 10.18698/1812-3368-2017-1-59-77

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ УЕДИНЕННЫХ ВОЛН В ДВУХЖИДКОСТНОЙ

МАГНИТНОЙ ГИДРОДИНАМИКЕ В ПРОДОЛЬНОММАГНИТНОМ ПОЛЕ

М.Б. Гавриков

1, 2

nadya_p@cognitive.ru

В.В. Савельев

1, 3

ssvvvv@rambler.ru

1

Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН,

Москва, Российская Федерация

2

МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Российская Федерация

3

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»,

Москва, Российская Федерация

Аннотация

Ключевые слова

Аналитически и численно исследовано взаимодействие

уединенных волн в двухжидкостной магнитной гидро-

динамике. Рассмотрен наиболее общий случай волн в

холодной плазме в продольном магнитном поле. Главная

особенность — использование «точных» уравнений, а не

того или иного приближенного подхода (модельного

уравнения). В результате численного исследования ре-

шений системы восьми уравнений в частных производ-

ных показано, что найденные уединенные волны взаи-

модействуют с большой точностью как солитоны, т. е.

как уединенные волны, являющиеся решениями различ-

ных модельных уравнений. Рассмотренные уединенные

волны переносят плотные сильно замагниченные плаз-

менные сгустки со скоростями порядка альфвеновской

скорости. В качестве основной разностной методики

решения системы уравнений использовано естественное

обобщение классической двухшаговой схемы Лакса —

Вендрофа

Двухжидкостная магнитная гид-

родинамика, уединенные волны,

плазма, солитоны, продольное маг-

нитное поле, дисперсия волн, схема

Лакса —Вендрофа

Поступила в редакцию 16.06.2016

©МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2017

Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда

(проект №16-11-10278)

Введение.

Исследование уединенных волн — актуальная задача механики

сплошных сред, имеющая важные применения. Для существования уединенных

волн необходимо, чтобы тензор внутренних напряжений среды имел достаточ-

но сложную структуру, гарантирующую кроме нелинейности уравнений дина-

мики среды также наличие дисперсии. В плазменных сплошных средах кроме

нелинейности и дисперсии для существования нелинейных волн требуется не-

локальная зависимость электрического поля от других параметров плазмы, вы-

ражаемая обычно сложной формой обобщенного закона Ома.

Особый интерес представляют уединенные волны, называемые солитонами,

которые при взаимодействии с другими такими же уединенными волнами со-

храняют форму, скорость и другие характеристики.