652
м ЛР од держания поля и построено много роил. да"Д-,1Пнамо, стационарных и нестационарных, ((M»tiM и с Tj'pilyjiCFiTiLUM движением жидкости. Важиешшш результат теории ≈ д окажите л ьс.тво того, что существенным фактором и генерации магн. поля пв-ллется наличие сипралыюстп у потока жидкости. И т. и. М. г. средник полей показано, что при отсутствии в потоки отра;катсл i.Fioii симметрии {преобладание правых или ЛРНЫХ мелкомасштабных винтовых движении) возникает аде, направленная вдоль усредн╦нного по мо л кома сш тайн им движениям магн. поля. Это явление наз. я-эффектом. Самоподдержание маги, поля возможно в системах с достаточна больший величиной ее аффекта. Самополдсф'Кание ноля еще эффективна в системах, где сс-эффект сочетается с крупномасштабным течением, способный усиливать магн. поле нытнгина-нисм маги, силовых линий при неоднородном пращгнии. жидкости. Именно такого типа процесс самоподдержа-ния маги, поля реализуется, напр., В МГД-динамо Земли ч Солнца.
МГ Л ∙волны, разрывы и токовые слои. Распространение малых возмущрний в хороню проводящей среде (HW>1], находящейся в магн. поле-, приводит к появлению мапштогидродинамичускпх (альвсновскпх) иол п. о G уел о В.Ч ОН FT us квазиупругим натяжением магн. силовых линий. В нес жима ем oii жидкости эти волны распространяются вдоль магн. поля с альвеновскоп скоростью ид - // (4лр] ~ ", где р ≈ плотность жидкости, Эти волны поперечны, и возможны два вида волн, отличающихся направлениям поляризации. В сжимаемой со скоростью звука vs среди возможны три вида МГД-волы: волна Альвена со скоростью ид и дни магнитпяву-коеые волны ≈ быстрая и медленная, скорости к-рых зависят от УА, vs и от направления распростравеиия (см. Полны и плазме). Наличие тр╦х видов волн учитывается при решении таких задач М. г.. пак течение жидкости в ограниченных областях пространства и обтеканий тв╦рдых тел потоком. Поток, имеющий очень боль-тую скорость, спос.обен иыгнгпиать магнитные силовые линии далеко в пространств. Так образуется длинный хвост магнитосферы Землп иод действием солнечного ветра.
При распространении большим возмущен и it образуется большее ЧИСЛО МГД-разрывов по сравнению с обычной гидродинамикой. Возможны быстры» и медленные ударные волны, контактный и тангенциальные разрывы, в к-рьгх нет потоки массы через разрыв, a разрывается поле (см. Разрывы магичтогидродинамиче-ские). В контактном разрыве маги, поле пересекает границу раздела двух сред с разл. плотностями и темп-рамп, препятствуя их относит, движению. В тангенциальной разрыве ноле не пересекает границу раздела двух сред (его составляющая, нормальная к границе, равна нулю). На таком разрыве скорость я магн. поло кагатнльнн к поверхности разрыва и испытывают произвольные пп величине и направлению скачки. Кроме того, возможны специфические для М. г., распространяющиеся со скоростью Альвепа вращительиые разрывы, в к-рых вектор магн. поля, ие меняя caocii величины, поворачивается относительно нормали к раярыву. Тангенциальные разрывы в обычвой гидродинамике неустойчивы, но магнитное поле при нек-рых условиях может их стабилизовать.
На границах течения с тв╦рдыми стенками возможны риал, виды пограничных слоев. Типичным является слон Гаршанэ, толщиной 6г=(у£>,л)1|'*/идт возникающий при наличии нормального к границе магн. ноля. Влияние маги, ноля па течение жидкости описывается Гартмана числом G≈L/'б^. При МГД течениях в каналах с магв. полем, направленным попер╦к течении, часто число Гартмана имеет большую величину (G>1). В атом случае формируется однородный основной поток, мат. иоле делает профиль скоростей более плоскими
уменьшает ср. скорость движения, а падение скорости сосредоточивается в узком слое у стенки; при G(<1 наблюдается обычное дли гидродинамики Пуазейая течение.
I! очень хорошо проводящей среде, напр, в космнч. шгалме, возможно образование топких слоев внутри объ╦ма, занимаемого средой. Та кош л тонкие слои, разделяющие области с магн. полями противпиоложиого направления, и другиз узкие области с очень ре.жо изменяющимся магн. СОЛСИ ≈ т. ц. нейтральные токовые слои. В этих слоях изменяется топология маги, поля в результате диффузионного пересоединепия магн. силовых линий, и здесь может происходить быстрая аннигиляция магн. энергии с переходом ее в другие формы (именно этими процессами объясняются вспышки на Co.tn.ife).
Горячан плазма в магниткгм поле. Мнигочисл. задачи М. г. связаны с исследованиями разл. систем для н,а.ер?а<1 плаялш и маги. ноле с целью осуществления управляемой термоядерной реакции. Мощш>ш импульс элоктрпч. тока, пропускаемого через плазму, выбывает ее сжатие силой, создаваемой магн. полем тока. Это явление, нал. пинч-эффектом, сопровождаете» ноиннк-аовенном сходящихся к оси ударных волн, сильным иа-гревом плазмы и разрушением е╦ конфигурации из-за развитии раял.МГД-неустойчивостей. Широкий круг задач М. г. связан с равновесием и устойчивостью плазмы, изолированной магн. полем от стенок сосуда. При этом наблюдается разнообразие равновесных конфигураций плазмы, создаваемых внешним магн. полем и нолем токов, текущих но нлазме. Плазма в магн. иоле оказывается весьма исустойчииой, и требуется соблюдение нек-рых, довольно ж╦стких, критериев для того, чтобы е╦ удержание стало возможным.
Вращающиеся МГД-сиетемы. В астрофиз- " гсофиз. системах (галактиках, звВздах, жидких ядрах Земли и планет) наряду с магн. силой действуют сила Корио-лпса и гравитац. сила, вызывающая конвенцию вещества. Сила Кориолиса 2р [гщй], проявляющаяся при вращении среды с угловой скоростью Q, оказывает решающее влияние па движение жидкости. Она закручивает частицы, способствуя тем самым появлению нтщ-тоных движений жидкости. Сила Корполйса как бы вносит в жидкость нок-рую уфф. упругость, характеризуемую частотой IL ;)то приводит к тименеиита частот aJFbeeiiOBCKHX колебании и волн. Напр., во вращающейся несжимаемой жидкости с маги, полом при i\Li?v\ оказываются возможными очень медленные волны со скоростями порядка ид/QL. Такая ситуация имеет место В жидком ядре Земли, где эти волны возбуждаются архимедовой силой всплывания в поле тяжести и при этом находятся в равновесии силы: магнитная, Архимеда и Кориолиса, поэтому их пая. МАК-волнами. Эта волны в ядре Земли имеют периоды порядка 10й лет и проявляются в ипде вековых вариаций гепмаги. пиля (см. Магнитные вариации).
Исследование многих астрофиз. систем приводит к сложным проблемам концепции электропроводящей жидкости при наличии магн. поля и вращения. К их числу относится проблема генерации маги, поля Земля н планет, Солнца, дв╦зд и галактик. Здесь встают такие вопросы, как устойчивость, конвскцнл и раноптця турбулентность при наличии магн. поля и вращачип, само-возбуждение магн. поля при движении проводящей жидкости н обратное влияние возбужд╦нного поля па движение. Генерации поля способствует спиралт.ность движения, а наличие силы Кориолиса способствует coj.'iannio спиральпостп в конвектчвних движениях. Коннекция и вращеиие -- это осн. составляющие механизма МГД-дпнамо в геофизике и астрофизике.
Электра гидродинамика И феррогидродннамнка. Мож-но отметить два pasBFiBJHHXCfl за последние неск. дecмтF(-летии п сложи HI них сп к наст, времени в самостоят, разделы MtxaiiiiKii сплошных сред направления исследо-
