МГД моделирование астрофизических и лабораторных джетов при различных конфигурациях магнитных полей

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В настоящей работе представлены результаты МГД моделирования астрофизических и лабораторных сверхзвуковых джетов при суперпозиции полоидального (Br, Bz) и тороидального (Bϕ) магнитных полей. Показано, что вылетающее вещество быстро коллимируется магнитным полем. Образуется ударная волна вытянутой формы, которая движется от мишени к границе камеры, оставляя за собой устойчивое течение. Внутри основной конической расширяющейся ударной волны наблюдается периодическая ударно-волновая структура. Показано, что тороидальный компонент магнитного поля остается в области на протяжении всего расчета и играет роль в коллимации потока. Полоидальное магнитное поле уменьшается в области конуса джета, но сохраняется в области моделирования на всем протяжении расчета и также участвует в коллимации потока. Таким образом, в коллимации потока магнитным полем принимают участие оба компонента Bz и Bϕ. Ширина джета и угол раствора конуса Ɵ зависят от величины индукции магнитного поля. По мере увеличения поля джет становится более узким, а угол раствора конуса уменьшается. Изначально мы не задаем вращение джета Ω. Однако благодаря наличию поля Bϕ вещество приобретает угловую скорость и закручивается вдоль оси z. Результаты моделирования качественно согласуются с лабораторными джетами, возникающими в эксперименте на лазерной установке «Неодим», и с ранее полученными результатами МГД моделирования образования джетов раздельно, в полоидальном или тороидальном магнитном поле.

Об авторах

О. Д. Торопина

Институт космических исследований Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: toropina@cosmos.ru
Россия, Москва

Г. С. Бисноватый-Коган

Институт космических исследований Российской академии наук

Email: toropina@cosmos.ru
Россия, Москва

С. Г. Моисеенко

Институт космических исследований Российской академии наук

Email: toropina@cosmos.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. S. Wilson and Y. Yang, 568(1), 133 (2002).
  2. H. L. Marshall, B. P. Miller, D. S. Davis, E. S. Perlman, M. Wise, C. R. Canizares, and D. E. Harris, 564(2), 683 (2002).
  3. H. L. Marshall, D. E. Harris, J. P. Grimes, J. J. Drake, et al. 549(2), L167 (2001).
  4. S. G. Moiseenko, G. S. Bisnovatyi-Kogan, and N. V. Ardeljan, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 370(1), 501 (2006).
  5. G. S. Bisnovatyi-Kogan, B. V. Komberg, and A. M. Fridman, Soviet Astron. 13, 369 (1969).
  6. G. S. Bisnovatyi-Kogan, in: Proc. 6th Intern. Workshop of the Astronomical Observatory of Capodimonte (OAC 6), Capri, Italy, September 18–21, 1991 (Dordrecht: Kluwer, 1991); edited by L. Errico and A. A. Vittone; Astrophys. Space Sci. Library 186, 369 (1993).
  7. D. D. Ryutov, R. P. Drake, and B. A. Remington, Astrophys. J. Suppl. 127(2), 465 (2000).
  8. S. Bouquet, E. Falize, C. Michaut, C. D. Gregory, B. Loupias, T. Vinci, and M. Koenig, High Energy Density Physics 6(4), 368 (2010).
  9. V. S. Belyaev, G. S. Bisnovatyi-Kogan, A. I. Gromov, B. V. Zagreev, A. V. Lobanov, A. P. Matafonov, S. G. Moiseenko, and O. D. Toropina, Astron. Rep. 62(3), 162 (2018), arXiv:1903.04199 [astro-ph.HE].
  10. O. D. Toropina, G. S. Bisnovatyi-Kogan, and S. G. Moiseenko, Astron. Rep. 67(1), 3 (2023).
  11. V. S. Belyaev, V. I. Vinogradov, A. P. Matafonov, A. M. Chekmarev, and A. G. Karabadzhak, Laser Phys. 16, 477 (2006).
  12. V. I. Mazhukin, A. V. Shapranov, M. M. Demin, A. A. Samokhin, and A. E. Zubko, Mathematica Montisnigri 37, 24 (2016).
  13. V. I. Mazhukin, A. V. Shapranov, M. M. Demin, A. A. Samokhin, and A. E. Zubko, Mathematica Montisnigri 38, 3 (2017).
  14. V. I. Mazhukin, M. M. Demin, and A. V. Shapranov, Appl. Surface Sci. 302, 6 (2014).
  15. Л. Д. Ландау, Е. М. Лившиц, Электродинамика сплошных сред (М.: Наука, 1982).
  16. V. T. Zhukov, A. V. Zabrodin, and O. B. Feodoritova, Comp. Math. and Math. Physics 33(8), 1099 (1993).
  17. Э. Оран, Дж. Борис, Численное моделирование реагирующих потоков (М.: Мир, 1990).
  18. J. P. Boris and D. L. Book, J. Comput. Phys. 11(1), 38 (1973).
  19. V. V. Savelyev and V. M. Chechetkin, Astron. Rep. 39(1), 123 (1995).
  20. V. V. Savelyev, Yu. M. Toropin, and V. M. Chechetkin, Astron. Rep. 40(4), 494 (1996).
  21. O. D. Toropina, M. M. Romanova, Yu. M. Toropin, and R. V. E. Lovelace, 561(2), 964 (2001).
  22. O. D. Toropina, M. M. Romanova, and R. V. E. Lovelace, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 420(1), 810 (2012).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024