140 / 320
138
§5.2. Пространственно-временная динамика непродольного
переноса магнитогидродинамических возмущений
в солнечном ветре
Исследования низкочастотных магнитогидродинамических волн
важны для понимания процессов в межпланетной среде, при этом
некоторые принципиальные вопросы могут быть выяснены только на пути
изучения сильно нелинейных МГД-волн различных типов. В данном
разделе применительно к плазме солнечного ветра численными методами
исследуется нелинейная динамика поперечного МГД-возмущения, которое
порождает волны всех типов, распространяющиеся под углом
к межпланетному магнитному полю. Показано, что передний фронт
убегающего вперёд быстрого магнитозвукового (МЗ) импульса формирует
ударную волну, а задний фронт на стадии образования сильно
растягивается. Исследована зависимость амплитуды медленной МЗ волны
от отношения звуковой и альвеновской скоростей (V
s
/V
A
<<1). Рассмотрено
влияние сильной скорости сноса в плазме солнечного ветра на процессы
нелинейной трансформации МГД-волн. Отмечено качественное различие
в динамике
сильно
нелинейных
альвеновских
импульсов,
распространяющихся строго продольно и под углом к внешнему
магнитному полю.
Возможные причины высокого уровня магнитозвуковой
турбулентности в солнечном ветре.
В работе [
Бархатов и
Беллюстин, 1996
] мы использовали такую вычислительную среду
для анализа распространения нелинейных волн вдоль внешнего
магнитного поля – это вырожденный случай, когда различие между
альвеновской волной и БМЗ отсутствует и их скорости одинаковы.
При этом было показано, что «А-БМЗ» волна плавной гауссовой формы
быстро превращается в ударную волну с осциллирующим передним
фронтом – процесс
формирования
ударной
волны
сглаживается
диссипативными вязкими процессами, которые в плазме солнечного ветра
слабы. Целью настоящего исследования является анализ пространственно-
временной динамики распространения сильно нелинейных волн под углом
к внешнему магнитному полю: в проведенных численных расчётах угол
равен 45 градусам. В этом случае групповая скорость БМЗ волны:
F
gr
A
V V
,
а групповая скорость альвеновской волны равна:
A
gr
A
cos
V V
,
и она может быть существенно меньше скорости БМЗ. Здесь α – угол
между направлением распространения и внешним магнитным полем Bo.