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能量原理及其应用--理想磁流体(IMHD)不稳定性
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2010-05-30
戴小剑
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不稳定性现象
一个力学系统当处在力学平衡状态(总的受力为零)时,如受到一个小扰动力的作用、就会偏离平衡态.
系统在平衡态附近的随时间扰动一般分成三种情况
--扰动幅度随时间而减小,即阻尼的扰动;
--扰动辐度不随时间变化,即稳定的波动;
--扰动的辐度随时间而增大,即不稳定的扰动,
或称不稳定性.
不稳定性起因
对处在力学平衡下系统的小扰动会使系统的总能产生小的变化.
如果扰动使系统总能增加,则扰动能就会转变成系统的总能.这样扰动辐度就随时间而减少.这就是阻尼的扰动.
在稳定的扰动—波动情况下,扰动不改变平衡系统的总能量.
在不稳定的扰动下,系统会进入总能更低的状态,从而把一部份能量转给了扰动、使它随时间而增长.这部份可以交给扰动的能量被称为自由能.
宏观(流体)的不稳定性(3维坐标空间)
--磁(单)流体不稳定性
---理想的磁流体(Ideal MHD)不稳定性
---电阻(耗散)的磁流体不稳定性
--电磁(双)流体不稳定性
微观(动理学)的不稳定性(3维坐标空间+3维速度空间)
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