Обобщение холловской магнитной гидродинамики на случай теплопроводной и вязкой частично ионизованной плазмы

Работа посвящена исследованию явления конвекции во вращающейся частично ионизованной плазме. Конвекция является определяющим механизмом крупномасштабных течений в космических и астрофизических объектах, таких как Солнце, звезды и экзопланентные атмосферы. Считаем, что частично ионизованная плазма состоит из электронной, ионной и нейтральной компонент, где последняя является доминирующей, а процессы рекомбинации и ионизации пренебрегаются. Крупномасштабная динамика частично ионизованной плазмы описывается системой уравнений многожидкостной магнитной гидродинамики, однако такая система является достаточно сложной как для теоретического анализа, так и для численного моделирования. Подход холловской магнитной гидродинамики позволяет упростить систему уравнений многожидкостной магнитной гидродинамики и привести ее к одножидкостному виду [1]. В работе обобщены идеи холловской магнитной гидродинамики на случай вязких и теплопроводящих течений частично ионизованной плазмы. Предложена качественная физическая картина эффектов вязкости и теплопроводности в многокомпонентной и получена система диссипативных уравнений холловской магнитной гидродинамики для вращающейся частично ионизованной плазмы. В полученных уравнениях нейтральная компонента считается термостатом, определяющим температуру частично ионизованной плазмы. Используя приближение Буссинеска, сформулированы уравнения описывающие конвекцию в частично ионизованной плазме и введены параметры подобия в рамках холловской магнитной гидродинамики. Для бесконечного слоя частично ионизованной плазмы со свободными границами сформулирована задача Бенара и найдена граница устойчивости, определяющая переход от области устойчивости к области неустойчивости в пространстве волновых векторов.

Литература:
[1] Галстян Т.В., Кошкина Д.А., Климачков Д.А., Петросян А.С. Теория крупномасштабных течений
вращающейся частично ионизованной космической и астрофизической плазмы в приближении холловской магнитной гидродинамики // ФИЗИКА ПЛАЗМЫ. 2024. Т.50. № 9. С. 1124-1140.