【正文】 應(yīng)力張量與流體速度 實(shí)驗(yàn)證實(shí)：兩層流體之間存在摩擦切應(yīng)力，可以表示為： dzdup xxy ??? 稱(chēng)為 粘滯系數(shù) ，與流體本身的物理性質(zhì)和溫度有關(guān)。39。 追隨每一個(gè)流體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，從而研究整個(gè)流場(chǎng)。 53 磁流體力學(xué)主要應(yīng)用于三個(gè)方面： 天體物理 受控?zé)岷朔磻?yīng) 工業(yè) 54 宇宙中恒星和星際氣體都是等離子體，而且有磁場(chǎng)，故磁流體力學(xué)首先在天體物理、太陽(yáng)物理和地球物理中得到發(fā)展和應(yīng)用。 ３、壓縮性 46 流體的數(shù)學(xué)模型： (取微觀上充分大、宏觀上充分小的 流體元 ，稱(chēng)為 流體質(zhì)點(diǎn) ；將流體運(yùn)動(dòng)的空間看作是流體質(zhì)點(diǎn)連續(xù)無(wú)空隙地充滿(mǎn)著的假設(shè)稱(chēng)為連續(xù)介質(zhì)假設(shè)。正是流體的這一基本特性使它能同剛體和彈性體區(qū)別開(kāi)來(lái)。 等離子體中的離子由于質(zhì)量大 , 將幾乎保持不動(dòng) . 當(dāng)激光脈沖超越電子后 , 由于正負(fù)電荷分離而產(chǎn)生的靜電力會(huì)將電子往平衡位置拉 , 造成電子在空間的縱向振蕩 , 形成電子等離子體波 (見(jiàn)圖 ) . 補(bǔ)充 :超強(qiáng)激光尾場(chǎng)中的電子加速 激光尾場(chǎng) Laser pulse Plasma wave 由于該等離子波是由激光脈沖激發(fā)且存在于激光脈沖后方 , 被稱(chēng)為 激光尾波 , 它的相速度與激光脈沖在等離子體中傳播的群速度相同 。 （ 3）地球的電離層： kBTe＝ n＝ 106cm－ 3。 易流動(dòng)性 流體的基本性質(zhì) 流體在靜止時(shí)雖不能承受切應(yīng)力，但在運(yùn)動(dòng)時(shí)，對(duì)相鄰兩層流體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)即相對(duì)滑動(dòng)速度是有抵抗的，這種抵抗力稱(chēng)為粘性應(yīng)力，流體所具有的這種抵抗兩層流體相對(duì)滑動(dòng)的性質(zhì)稱(chēng)為粘性，粘性大小依賴(lài)于流體的性質(zhì)，并顯著地隨溫度而變化。因此，導(dǎo)電流體的運(yùn)動(dòng)比通常的流體復(fù)雜得多。而使用環(huán)形磁約束裝置在受控?zé)岷朔磻?yīng)的研究中顯出較好的適用性和優(yōu)越性。 uutua ????)( ?????? uutua????)( ??????時(shí)變加速度 位變加速度 局部（當(dāng)?shù)兀┪⑸? 遷移（隨流）微商 uutudt uda ?????)( ???????進(jìn)一步討論 ? ? ??? ???? ???????對(duì)流導(dǎo)數(shù)區(qū)域（當(dāng)?shù)兀?dǎo)數(shù)質(zhì)點(diǎn)導(dǎo)數(shù)zuuyuuxuutudtudzyx????????????來(lái)源：某一質(zhì)點(diǎn)在 時(shí)刻：處于 點(diǎn)，速度 時(shí)刻：處于 點(diǎn)，速度 ? ?tMu ,?? ?ttMu ??,39。 應(yīng)力張量 在某一給定的瞬間，從流動(dòng)的不可壓縮性理想流體中任取一微平行六面體。32(2 ???????? ???定義為 : 小結(jié) : 應(yīng)力張量 在某一給定的瞬間，從流動(dòng)的不可壓縮性理想流體中任取一微平行六面體。如何做到這一點(diǎn)？ 證明 :應(yīng)力可以表示成小面元的單位法向矢量與某個(gè)張量的乘積 ? yBxz nd??CMAo考慮在流體中取出一個(gè)小體積單元，如圖 MABC，設(shè)四個(gè)面的為 各面元的面積大小為： zyxn dddd ???? ,znzynyxnxeddeddedd?????????????????????zyxn pppp???? ,相應(yīng)這四個(gè)小面的應(yīng)力為： zzyyxxnn dpdpdpdp ???????????? ,相應(yīng)這四個(gè)小面的表面力為： ????dfdp ?ne?p?Mtp?np?注意： pxyz只是作用在面元上的應(yīng)力 ,我們沒(méi)有規(guī)定它必須垂直于面元 ? 受力分析 yBxz nd??CMAo?dF?體 積 力 F： 單 位體 積 流體所受體 積 力 d?：所取流體元體 積 zzyyxxnndpdpdpdp???????????????,所取流體的加速度矢量 注意 ：考察的面元法線 恰好和相 應(yīng) 的坐 標(biāo)軸 方向相反。l i m00?????? ? ? ?ttMuttMudtudt ???????,lim 39。 ?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(kuò)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(kuò)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(diǎn)） ? 把流體分割成流體元，考察所有流體元的運(yùn)動(dòng)； ? 在流體中盡量多設(shè)定觀察位置，觀察流過(guò)該位置流體元的運(yùn)動(dòng)。 Briefly History _MHD 51 ?1937年哈特曼根據(jù)法拉第的想法，對(duì)水銀在磁場(chǎng)中的流動(dòng)進(jìn)行了定量實(shí)驗(yàn)，并成功地提出粘性不可壓縮磁流體力學(xué)流動(dòng) (即哈特曼流動(dòng) )的理論計(jì)算方法。 流體的基本性質(zhì) 流體質(zhì)點(diǎn)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(gè)性質(zhì)稱(chēng)為壓縮性。 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。單粒子軌道運(yùn)動(dòng) 2 引導(dǎo)中心漂移公式匯總 單粒子軌道運(yùn)動(dòng) ?帶電粒子的電場(chǎng)漂移 ?帶電粒子的梯度漂移 ?帶電粒子的曲率漂移 第一個(gè)絕熱不變量 μ 第二個(gè)絕熱不變量 J 第三個(gè)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(yùn)動(dòng) 粒子在磁鏡間反跳 ?周期運(yùn)動(dòng) 粒子在地球磁場(chǎng)中漂移 ?準(zhǔn) 周期運(yùn)動(dòng) 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(wèn)題 費(fèi)米加速問(wèn)題 范艾侖輻射帶問(wèn)題 極光問(wèn)題 效應(yīng) 問(wèn)題 磁約束問(wèn)題 梯度漂移 電荷分離 電場(chǎng) 電漂移 等離子體外溢 帶電粒子在高頻電磁波中的運(yùn)動(dòng) 衡量電磁波強(qiáng)弱： cmeEce??? 0??11????? 弱場(chǎng) 強(qiáng)場(chǎng) 高頻電磁場(chǎng)的作用與有質(zhì)動(dòng)力 激光束在等離子體中的自聚焦和成絲現(xiàn)象 補(bǔ)充 :超強(qiáng)激光 隨著激光技術(shù)的發(fā)展 , 特別是近年來(lái)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(qiáng)度提高了 5 6 個(gè)量級(jí) ,其聚焦光強(qiáng)達(dá)到了1020 W/ cm2 .激光場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到 1011 V/ cm ,如果用來(lái)加速電子 ,能在 10 cm 的距離內(nèi)