Асимптотика ветвления семейств наименее устойчивых магнитных мод Блоховского типа

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Рассмотрена кинематическая генерация блоховских магнитных мод пространственно-периодическим течением электропроводной жидкости. Блоховская мода – это векторное поле вида произведения трехмерного поля, имеющего периодичность течения, на гармонику Фурье eiqx с произвольным волновым вектором q. Проведенные ранее вычисления показали, что моды, имеющие максимальный по вектору q инкремент роста, выстраиваются в семейства, гладко параметризованные величиной молекулярной магнитной диффузии. В части семейств максимальный инкремент достигается для т.н. полуцелых q, у которых все компоненты целые или полуцелые числа, постоянных для всего семейства. От таких семейств могут ответвляться другие семейства, в которых оптимальное q мод семейства гладко изменяется. В настоящей работе для таких ответвляющихся семейств построено асимптотическое разложение составляющих их мод, ассоциированных с ними собственных значений оператора магнитной индукции и оптимальных q в виде степенных рядов по параметру ϑ=(η0η)1/2. Здесь η0 – магнитная диффузия, при которой происходит ветвление. В данной работе предполагается, что моды в семействе, от которого происходит ответвление, отвечают ненулевому постоянному полуцелому волновому вектору q. Показано, что эти асимптотические разложения существенно отличаются от аналогичных разложений, построенных нами ранее для случая генерации магнитного поля центрально-симметричным течением, а ответвление происходит от семейства короткомасштабных (отвечающих q=0)нейтральных (ассоциированных с нулевым собственным значением оператора магнитной индукции) мод.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. А. Желиговский

Институт теории прогноза землетрясений и математической геофизики РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: vlad@mitp.ru
Россия, Москва, 117997

Список литературы

  1. Арнольд В.И., Зельдович Я.Б., Рузмайкин А.А., Соколов Д.Д. Стационарное магнитное поле в периодическом потоке // Докл. АН СССР. 1982. Т. 266. С. 1357–1351.
  2. Желиговский В.А. Математическая теория устойчивости магнитогидродинамических режимов к длинномасштабным возмущениям. М.: Красанд–УРСС. 2010. 352 c.
  3. Желиговский В.А., Чертовских Р.А. О кинематической генерации магнитных мод блоховского типа // Физика Земли. 2020. № 1. C. 118–132. (Перевод на англ.: Zheligovsky V.A., Chertovskih R.A. On kinematic generation of the magnetic modes of Bloch type // Izvestiya, Physics of the Solid Earth. 2020. V. 56. P. 103–116.)
  4. Краузе Ф., Рэдлер К.-Х. Магнитная гидродинамика средних полей и теория динамо. М.: Мир. 1984. 320 с. (Пер. с англ.: Krause F., Rädler K.-H. Mean-field magnetohydrodynamics and dynamo theory. Berlin: Academic-Verlag. 1980. 271 p.)
  5. Bloch F. Über die Quantenmechanik der Elektronen in Kristallgittern. Zeitschrift für Physik A // Hadrons and Nuclei. 1929. V. 52. P. 555–600.
  6. Chertovskih R., Zheligovsky V. Linear perturbations of the Bloch type of space-periodic magnetohydrodynamic steady states. I. Mathematical preliminaries // Russian J. of Earth Sciences. 2023a. V. 23. ES3001. doi: 10.2205/2023es000834
  7. Chertovskih R., Zheligovsky V. Linear perturbations of the Bloch type of space-periodic magnetohydrodynamic steady states. II. Numerical results // Russian J. of Earth Sciences. 2023b. V. 23. ES4004. doi: 10.2205/2023es000838
  8. Chertovskih R., Zheligovsky V. Linear perturbations of the Bloch type of space-periodic magnetohydrodynamic steady states. III. Asymptotics of branching // Russian J. of Earth Sciences. 2023c. V. 23. ES5004. doi: 10.2205/2023es000841
  9. Rädler K.-H. Mean-field dynamo theory: early ideas and today’s problems. Magnetohydrodynamics. Historical evolution and trends. Fluid mechanics and its applications. V. 80 / Molokov S., Moreau R., Moffatt K. (eds.). Springer. 2007. P. 55–72.
  10. Zheligovsky V.A. Large-scale perturbations of magnetohydrodynamic regimes: linear and weakly nonlinear stability theory. Lecture Notes in Physics. V. 829. Heidelberg: Springer-Verlag. 2011. 330 p.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Российская академия наук, 2024