دکتر محمدعلی معصوم پرست کتک لاهیجانی
-
در این پژوهش، اثر اعمال همزمان چرخش پلاسما و میدان مغناطیسی خارجی ایستا در پلاسمایی با تابعیت توانی چگالی بر آهنگ رشد ناپایداری رایلی -تیلور به صورت تحلیلی مطالعه شده است. پلاسمای مد نظر چینه ای تراکم ناپذیر است و بین دو صفحه یz=0 و z=h محصور شده است. در رژیم آهنگ رشد خطی، رابطه ی پاشندگی برای مجموعه معادلات MHD ایده آل با اعمال اثر چرخش و شرایط مرزی مناسب استخراج شد. رابطه پاشندگی پایانی، تاثیر ترکیب هم زمان میدان مغناطیسی افقی و سرعت زاویه ای ثابت پلاسما را بر آهنگ رشد ناپایداری رایلی تیلور به خوبی نشان می دهد. نتایج نشان می دهند که آهنگ رشد ناپایداری به مولفه افقی میدان مغناطیسی، چرخش پلاسما و همچنین پارامتر بی بعد λ*بستگی دارد. بیشینه ی ناپایداری در مقدار 5/1-= λ*رخ می دهد. در مقایسه با حالت غیر دورانی متناظر، نتایج اخیر نشان می دهد که ترکیب هم زمان چرخش و میدان مغناطیسی خارجی ایستا، مدیریت آهنگ رشد ناپایداری را بهبود می دهد.
کلید واژگان: چرخش پلاسما, میدان مغناطیسی محوری, معادلات MHD ایده آل, گرادیان چگالی توانی, ناپایداری رایلی تیلور مغناطیسیIn this research, the effect of simultaneous application of plasma rotation and static external magnetic field in a plasma with power law density function on the growth rate of Rayleigh-Taylor instability has been studied analytically. The plasma is assumed to be an incompressible and is enclosed between two planes z=0 and z=h. In a linear growth rate regime, the dispersion relation for the ideal MHD equations was first derived by applying the rotation effect and appropriate boundary conditions. The final dispersion relation represents the effect of the simultaneous combination of the axial magnetic field and the constant angular velocity of the plasma on the growth rate of Rayleigh-Taylor instability. The results show that the growth rate of the instability depends on the horizontal component of the magnetic field, the plasma rotation and also the dimensionless parameter λ*. The maximum instability occurs at the value of λ*=-1.5. Compared to the corresponding non-rotational case, recent results show that the simultaneous combination of rotation and static external magnetic field improves the management of the instability growth rate.
Keywords: plasma rotation, axial magnetic field, ideal MHD equations, power law density gradient, magnetic Rayleigh-Taylor instability -
استفاده از گرادیان چگالی توانی اولیه برای پلاسما باعث می شود تا آهنگ رشد اختلالات به صورت نسبتا آهسته و غیرنمایی خود را نشان دهد، در حقیقت چگالی توانی به کاهش سرعت رشد اختلال در طول مرحله ی شتاب دهی کمک می کند. بر اساس شواهد تجربی با انتخاب توان بزرگ تر از 2 برای چگالی توانی، مشاهده می شود که در نزدیکی لحظه ی مکث آنی تغییرات چگالی به سرعت با افزایش نما کاهش می یابد. برای 3=n دامنه ی اختلال در مقایسه با حالت یکنواخت (°=n) پنج برابر کاهش می یابد. در این پژوهش، گرادیان چگالی توانی به همراه اثر میدان مغناطیسی خارجی ایستا بر روی آهنگ رشد ناپایداری رایلی-تیلور در پلاسمای نایکنواخت تراکم ناپذیر و محصور بین دو صفحه ی z=0 و z=h به صورت تحلیلی مورد بررسی قرار گرفته است. رابطه ی پاشندگی مساله به کمک خطی سازی معادلات MHD و با اعمال شرایط مرزی مناسب استخراج شد. نتایج نشان می دهند که آهنگ رشد ناپایداری به مولفه های افقی و عمودی میدان مغناطیسی و هم چنین پارامتر بی بعد (1، 5/0-، 1/5- =) λ*بستگی دارد، بیشینه ی ناپایداری در مقدار 1/5-= λ*رخ می دهد. به منظور مدیریت آهنگ رشد ناپایداری مشاهده می شود که ترکیب هم زمان میدان های مغناطیسی افقی و عمودی، پایداری سریع تری را برای سیستم عرضه می کند. با افزایش شدت میدان مغناطیسی خارجی ایستا دامنه ی مربع آهنگ رشد ناپایداری حدود 15 % و نقطه ی بحرانی به اندازه ی 58 % کاهش می یابد، این روند کاهشی در مقایسه با نتایج به دست آمده از چگالی نمایی بسیار آهسته می باشد. بنابراین طبق انتظار استفاده از ضریب نمای 3 برای چگالی توانی اولیه ی پلاسما باعث کاهش ملایم سرعت رشد اختلال می گردد که این، صحت محاسبات و نتایج به دست آمده را تایید می کند.کلید واژگان: ناپایداری رایلی-تیلور مغناطیسی, معادلات MHD, پلاسمای نایکنواخت, گرادیان چگالی توانی, مدیریت آهنگ رشد ناپایداریThe use of the initial power density gradient in the plasma makes disorder growth relatively slow and invisible. In fact, the power density reduces the disorder growth rate during the acceleration phase. By choosing a power density greater than 2 for the power density, the density changes decrease rapidly with increasing aspect ratio near the stagnation moment. For n=3 the disturbance amplitude is reduced by five times compared to the uniform state. In this research, the power density gradient along with the effect of static external magnetic field on the growth rate of Rayleigh-Taylor instability in non-uniform incompressible plasma confined between two planes z=0 and z=h has been analyzed analytically. The problem dispersion relation was derived by linearizing the MHD equations and applying appropriate boundary conditions. The results show that the growth rate of instability depends on the horizontal and vertical components of the magnetic field as well as the dimensionless parameter λ* (= -1.5, -0.5, 1), and the maximum instability occurs at λ*= -1.5. In order to manage the growth rate of instability, it is observed that the simultaneous combination of horizontal and vertical magnetic fields provides faster stability for the system. With the increase in the intensity of the static external magnetic field, the square amplitude of the instability growth rate decreases by about 15% and the critical point decreases by 58%. This decreasing process is very slow compared to the results obtained from the apparent density. Therefore, as expected, using the factor of 3 for the initial power density of the plasma causes a slight decrease in the growth rate of the disorder. This confirms the correctness of the calculations and the obtained results.Keywords: Magneto-Rayleigh-Taylor instability, MHD equations, non-uniform plasma, power density gradient, management of the instability growth rate
- این فهرست شامل مطالبی از ایشان است که در سایت مگیران نمایه شده و توسط نویسنده تایید شدهاست.
- مگیران تنها مقالات مجلات ایرانی عضو خود را نمایه میکند. بدیهی است مقالات منتشر شده نگارنده/پژوهشگر در مجلات خارجی، همایشها و مجلاتی که با مگیران همکاری ندارند در این فهرست نیامدهاست.
- اسامی نویسندگان همکار در صورت عضویت در مگیران و تایید مقالات نمایش داده می شود.