Модели перемежаемой турбулентности и ускорение заряженных частиц в Земной магнитосфере С.Д. Рыбалко, А.В. Артемьев, Л.М. Зеленый ИКИ РАН. - презентация

1 Модели перемежаемой турбулентности и ускорение заряженных частиц в Земной магнитосфере С.Д. Рыбалко, А.В. Артемьев, Л.М. Зеленый ИКИ РАН

2 Строится модель турбулентных электромагнитных полей совмещающая два пространственно-временных процесса с существенно различными статистическими свойствами. Полученные структурные функции и зависимости масштабных показателей свидетельствуют о наличии перемежаемости и, как следствие, мультифрактальности, построенных моделей. Изучено влияние перемежаемости на процессы ускорение заряженных частиц.

3 Что такое перемежаемость и где она встречается? Перемежаемость – это чередование, в пространстве и времени, фаз качественно разных типов поведения системы Примеры: -- временная перемежаемость – система Манневилля;

4 Что такое перемежаемость и где она встречается? -- пространственно-временная – турбулентность в жидкостях и МГД турбулентность; Dynamics in the solar wind-magnetosphere coupling: The dynamical manifold in 3D obtained from the cogulated database (left) and globals MHD simulations (right). M. I. Sitnov, A. S. Sharma, and K. Papadopoulos, PHYSICAL REVIEW E, VOLUME 65, , 2001

5 Экспериментальное обнаружение перемежаемости Ламинарный токовый слой Турбулентный токовый слой Petrukovich A., A. in Nonequilibrium Phenomena in Plasmas By A. Surjalal Sharma, Predhiman Krishan Kaw, 2005

6 Меры перемежаемости: Структурная функция - мультифрактальность; - не-гауссова функция распределения скачков; - загиб структурной функции Для ряда значений строиться функция: Строят зависимость от и вычисляется величина : - Колмогоровская турбулентность - простейшая МГД турбулентность - турбулентность с перемежаемостью. и - размерность элементарного элемента турбулентности

7 Структурная функция: примеры Petrukovich A., A. in Nonequilibrium Phenomena in Plasmas By A. Surjalal Sharma, Predhiman Krishan Kaw, 2005 k p p p p p

8 Плоская модель магнитного поля с перемежаемостью

9 BzBz ExEx EyEy

10

11

12 Ускорение заряженных частиц в магнитном поля с перемежаемостью

13

14 Построена модель турбулентных электромагнитных полей с перемежаемостью путем внесения сингулярного спектра и пространственных неоднородностей Получены структурные функции и зависимости масштабных показателей свидетельствующие о перемежаемости и, как следствие, мультифрактальности, построенных моделей. Проанализировано влияние перемежаемости на процессы ускорение заряженных частиц. Показано, что перемежаемое поле быстрее ускоряет поток частиц.