【正文】 ),( 1tzyxuu yy ?),( 1tzyxuu zz ?),( 1tzyxuu xx ?),( 2tzyxuu yy ?),( 2tzyxuu zz ?),( 2tzyxuu xx ?1 yzx固定 r或者 t?獲得什么結(jié)果 ? ),( truu ??? ?),( zyx如果 (x,y,z)固定不變 ,t可變 ,則對于不同的 t我們得到的是不同時刻經(jīng)過空間確定點的不同流體質(zhì)點的速度 . 如果 t固定不變 , (x,y,z)可變 ,則對于不同的 t我們得到的是確定時刻空間中流體質(zhì)點的速度分布 . 固定 r或者 t?獲得什么結(jié)果 ? ),( truu ??? ?速度場 均勻 非均勻 (t,x,y,z) 常定 非常定 ),( truu ??? ?70 數(shù)學(xué)描述： ???),(??dttruda???加速度 ? ),( truu ??? ?加速度 :某時刻質(zhì)點速度的變化 ? ),( zyx流體質(zhì)點的加速度 問題 1:不同流體質(zhì)點經(jīng)過空間固定點時 ,該點速度怎么隨時間變化 ? ),( zyx關(guān)注的對象是坐標點 ? (t,x,y,z)中的 xyz不變 ,t是變化的 tutututu zyx???????? ???? 。 此外，電磁流量計、電磁制動、電磁軸承理論、電磁激波管等也是磁流體力學(xué)在工業(yè)應(yīng)用上所取得的成就。此外還有：太陽風(fēng)與地球磁場相互作用產(chǎn)生的弓形激波，新星、超新星的爆發(fā)，地球磁場的起源，等等。他根據(jù)海水切割地球磁場產(chǎn)生電動勢的想法，測量泰晤士河兩岸間的電位差，希望測出流速，但因河水電阻大、地球磁場弱和測量技術(shù)差，未達到目的。如可以定義：溫度、速度、壓強、密度等流體力學(xué)和熱力學(xué)參量。 ?質(zhì)量輸運在宏觀上表現(xiàn)為 擴散現(xiàn)象 ， ?動量輸運表現(xiàn)為 粘性現(xiàn)象 ， ?能量輸運則表現(xiàn)為 熱傳導(dǎo)現(xiàn)象 。相反地，流體能夠有任意大的變形。這是遠比單粒子軌道理論的情況復(fù)雜的。 同樣 , 在尾波場中運動的電子 ,當(dāng)其處于電子密度梯度為正值區(qū)域 (此時靜電分離場為負值 )且滿足一定的速度條件時 , 電子也會被尾波場加速 . 電子的密度高 離子的密度高 E This is the end of the single particle orbit theory? 1－ 試計算下列參數(shù)條件下等離子體的德拜長度 ?D和等離子體振蕩頻率 ?P。單粒子軌道運動 2 引導(dǎo)中心漂移公式匯總 單粒子軌道運動 ?帶電粒子的電場漂移 ?帶電粒子的梯度漂移 ?帶電粒子的曲率漂移 第一個絕熱不變量 μ 第二個絕熱不變量 J 第三個絕熱不變量 Φ 漂移 絕熱不變量（寢漸不變量） 拉莫爾回轉(zhuǎn) ?周期運動 粒子在磁鏡間反跳 ?周期運動 粒子在地球磁場中漂移 ?準 周期運動 0)2(2＝Bmdtd ??.// c o n sdsJ ba ?? ? ?不變??磁鏡效應(yīng) 有限拉莫半徑效應(yīng) 泄漏錐問題 費米加速問題 范艾侖輻射帶問題 極光問題 效應(yīng) 問題 磁約束問題 梯度漂移 電荷分離 電場 電漂移 等離子體外溢 帶電粒子在高頻電磁波中的運動 衡量電磁波強弱： cmeEce??? 0??11????? 弱場 強場 高頻電磁場的作用與有質(zhì)動力 激光束在等離子體中的自聚焦和成絲現(xiàn)象 補充 :超強激光 隨著激光技術(shù)的發(fā)展 , 特別是近年來超短脈沖啁啾技術(shù) (chirped pulse amplificating)的重大突破 ,使人們所能獲得的激光強度提高了 5 6 個量級 ,其聚焦光強達到了1020 W/ cm2 .激光場的電場強度達到 1011 V/ cm ,如果用來加速電子 ,能在 10 cm 的距離內(nèi)將電子加速至 1012 eV 的量級 . 這相當(dāng)于目前的大型加速器上所能達到的能量 . 補充 :超強脈沖激光與等離子體 等離子體 當(dāng)激光脈沖在亞臨界密度的等離子體中傳播時 , 光脈沖的縱向有質(zhì)動力會推動等離子體中的電子向前運動 , 使其偏離原來位置 。 （ 1）磁流體發(fā)電機： Te＝ 2500K及 n＝ 1020m－ 3。 單粒子軌道理論的缺陷 ? 引 言 ? 單粒子軌道理論完全忽略了帶電粒子之間的相互作用，顯然該模型只適用于稀薄等離子體，如空間等離子體。因此流體在靜止時只有法應(yīng)力而沒有切應(yīng)力。 流體的基本性質(zhì) 流體質(zhì)點的體積或密度在受到一定壓力或溫度差的條件下可以改變，這個性質(zhì)稱為壓縮性。 把等離子體當(dāng)作導(dǎo)電的流體來處理，導(dǎo)電流體除了具有一般流體的重力、壓強、粘滯力外，還有 電磁力 。 Briefly History _MHD 51 ?1937年哈特曼根據(jù)法拉第的想法，對水銀在磁場中的流動進行了定量實驗，并成功地提出粘性不可壓縮磁流體力學(xué)流動 (即哈特曼流動 )的理論計算方法。 天體物理 55 磁流體力學(xué)在受控核反應(yīng)方面的應(yīng)用，有可能使人類從海水中的氘獲取巨大能源。 ?流體力學(xué)基礎(chǔ) ?磁流體力學(xué)方程組 ?磁壓力與磁張力 ?磁擴張與磁凍結(jié) ?垂直于 B的流體漂移 磁流體力學(xué) 內(nèi)容 流體力學(xué)基礎(chǔ)磁流體力學(xué)方程組磁壓力與磁張力磁擴張與磁凍結(jié)垂直于 的流體漂移如何研究流體 流體力學(xué)基礎(chǔ) 流體元（流體質(zhì)點） ? 把流體分割成流體元，考察所有流體元的運動； ? 在流體中盡量多設(shè)定觀察位置，觀察流過該位置流體元的運動。偏微分 局部微商 或者 當(dāng)?shù)匚⑸? ),( tzyxuu yy ?),( tzyxuu zz ?),( tzyxuu xx ?問題 2:給定時刻經(jīng)過空間點流體質(zhì)點的速度怎么隨時間變化 ? ),( zyx關(guān)注的對象是經(jīng)過坐標點的流體質(zhì)點 ? 這個時候 ,坐標 (x,y,z)就應(yīng)該看成是可變的 ,因為在無限小時間間隔內(nèi) ,流體質(zhì)點正從該點進入新位置 . ......, zyx也是時間的函數(shù)。l i m00?????? ? ? ?ttMuttMudtudt ???????,lim 39。 時變加速度 局部（當(dāng)?shù)兀┪⑸? 一部分源自速度場本身的不定常性 . 對質(zhì)點的運動要素 A： ? ? AutAdtdA ?????? ?時變導(dǎo)數(shù) 位變導(dǎo)數(shù) A: 物理量 ?可以是 標 量、矢量或者 張 量 加速度、密度、壓強 、 溫度等物理量 加速度： 速度 1) 拉格朗日法 （隨體法） 速度： ttcbaxux ??? ),(ttcbayu