Влияние азимутального магнитного поля на гиперзвуковое течение плазмы от вращающегося источника



Influence of the azimuthal magnetic field on the hypersonic flow of plasma from a rotating source

If the hypersonic flow from a source is spherically symmetric, and the magnetic field is "frozen" into the medium in a rotating with the source reference system, then this field in the stationary reference system has a radial and an azimuthal components, and the field lines take the form of a spiral (Parker spirals). At great distances from the source, the azimuthal component becomes predominant, and the radial component can be neglected.
The problem of backward influence of the azimuthal magnetic field on the gasdynamic flow is considered. The solution is sought as a small parameter expansion, where the parameter is inversely proportional to the square of the Alfven Mach number. The solution found shows that the radial velocity of the plasma does not change in the first approximation, whereas a latitudinal velocity appears, and the streamlines begin to deviate from the radial rays toward the axis of rotation. We note that the solution obtained is not suitable at very large distances, where, apparently, it is necessary to use another expansion, taking into account nonlinear effects

hypersonic plasma flow, azimuthal magnetic field


Том 18, выпуск 2, 2017 год



Если гиперзвуковое течение от источника сферически симметрично, а магнитное поле «вморожено» в среду во вращающейся с источником системе отсчета, то тогда это поле в неподвижной системе отсчета имеет радиальную и азимутальную компоненты, а силовые линии имеют форму спирали (спирали Паркера). На больших расстояниях от источника азимутальная компонента становится преобладающей, и радиальной компонентой можно пренебречь.
В работе рассмотрена задача об обратном влиянии азимутального магнитного поля на газодинамическое течение. Решение задачи ищется разложением по малому параметру, который обратно пропорционален квадрату альфвеновского числа Маха. Из найденного решения следует, что радиальная скорость плазмы в первом приближении не меняется, появляется широтная компонента скорости, а линии тока начинают отклоняться от радиальных лучей в сторону оси вращения. Отметим, что полученное решение не пригодно на очень больших расстояниях, где, по-видимому, необходимо использовать другое разложение, учитывающее нелинейные эффекты.

гиперзвуковое течение плазмы, азимутальное магнитное поле.


Том 18, выпуск 2, 2017 год



1. Паркер Е.Н. Динамические процессы в межпланетном пространстве. М., Мир, 1965, 362с.
2. Weber E.J., Davis L. The angular momentum of the solar wind. ApJ, 1967, 148, 217-227.
3. Winge C.R., Coleman P.J. First order latitude effects in the solar wind. Planet. Space Sci., 1974, 22, 439-463.
4. Nerney S., Suess S.T. Modeling the effects of latitudinal gradients in stellar winds, with application to the solar wind. ApJ, 1985, 296, 259-267.
5. Drake J.F., Swizdak M., Opher M. A model of the heliosphere with jets. ApJ, 2015, 808, L44.
6. Golikov E.A., Izmodenov V.V., Alexashov D.B., Belov N.A. two-let astrosphere model: effect of azimuthal magnetic field. MNRAS, 2017, 464, 1065-1076.
7. Коул Дж. Методы возмущений в прикладной математике. Мир, 1972, 275с.
8. Петухов Ю.И. О некоторых плоских течениях тяжелой жидкости. МЖГ, 1966, №5, 135-139