نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• سهیل خوشبین فر ¹
• محمدعلی معصوم پرست کَتِک لاهیجانی ²

¹ فیزیک هسته ای نظری و تجربی - دانشگاه گیلان

² دانشجوی دکتری/ دانشگاه گیلان

چکیده

استفاده از گرادیان چگالی توانی اولیه برای پلاسما باعث می‌شود تا آهنگ رُشد اختلالات به صورت نسبتاً آهسته و غیرنَمایی خود را نشان دهد، در حقیقت چگالی توانی به کاهش سرعت رُشد اختلال در طول مرحله‌ی شتاب‌دهی کمک می‌کند. بر اساس شواهد تجربی با انتخاب توان بزرگتر از 2 برای چگالی توانی، مشاهده می‌شود که در نزدیکی لحظه‌ی مکث آنی تغییرات چگالی به سرعت با افزایش نَما کاهش می‌یابد. برای 3=n دامنه‌ی اِختلال در مقایسه با حالت یکنواخت(0=n) پنج برابر کاهش می‌یابد. در این پژوهش، گرادیان چگالی توانی به همراه اَثر میدان مغناطیسی خارجی ایستا بر روی آهنگ رُشد ناپایداری رایلی-تیلور در پلاسمای نایکنواخت تراکم‌ناپذیر و محصور بین دو صفحه‌ی z=0 و z=h به صورت تحلیلی مورد بررسی قرار گرفته است. رابطه‌ی پاشندگی مسئله به کمک خَطی‌سازی معادلات MHD و با اِعمال شرایط مرزی مناسب استخراج شد. نتایج نشان می‌دهند که آهنگ رُشد ناپایداری به مولفه‌های اُفقی و عمودی میدان مغناطیسی و همچنین پارامتر بی‌بُعد (1، 5/0-، 5/1- =)λ* بستگی دارد، بیشینه‌ی ناپایداری در مقدار 5/1-= λ*رُخ می‌دهد. به منظور مدیریت آهنگ رُشد ناپایداری مشاهده می‌شود که ترکیب هم‌زمان میدان‌های مغناطیسی اُفقی و عمودی، پایداری سریع‌تری را برای سیستم عرضه ‌می‌کند. با افزایش شدت میدان مغناطیسی خارجی ایستا دامنه‌ی مُربع آهنگ رُشد ناپایداری حدود 15% و نقطه‌ی بُحرانی به اندازه‌ی58% کاهش می‌یابد، این روند کاهشی در مقایسه با نتایج به دست آمده از چگالی نَمایی بسیار آهسته می‌باشد. بنابراین طبق انتظار استفاده از ضریب نَمای3 برای چگالی توانی اولیه‌ی پلاسما باعث کاهش مُلایم سرعت رُشد اختلال می‌گردد که این، ...

کلیدواژه‌ها

• ناپایداری رایلی-تیلور مغناطیسی
• معادلات MHD
• پلاسمای نایکنواخت
• گرادیان چگالی توانی
• مدیریت آهنگ رُشد ناپایداری

موضوعات

• فیزیک پلاسما و فناوری فیوژن

عنوان مقاله [English]

Stabilization of Magneto-Rayleigh-Taylor instability in a Plasma with Power density Gradient

نویسندگان [English]

• Soheil Khoshbinfar ¹
• Mohammad-Ali Masoumparast ²

¹ Physics, university of guilan

² University Of Guilan/ Ph.D. Student

چکیده [English]

The use of the initial power density gradient for the plasma makes the disorder growth rate appear relatively slow and invisible the power density helps to reduce the disorder growth rate during the acceleration phase. Based on the experimental evidence, by choosing a power greater than 2 for the power density, it is observed that near the stagnation moment, the density changes decrease rapidly with the increase of the aspect ratio. For the disturbance amplitude, it is reduced by five times compared to the uniform state. In this research, the power density gradient along with the effect of static external magnetic field on the growth rate of Rayleigh-Taylor instability in non-uniform incompressible plasma confined between two planes z=0 and z=h has been analyzed analytically. The dispersion relation of the problem was derived by linearizing the MHD equations and applying appropriate boundary conditions. The results show that the growth rate of instability depends on the horizontal and vertical components of the magnetic field as well as the dimensionless parameter λ* (= -1.5, -0.5, 1), the maximum instability occurs at λ*= -1.5. To manage the growth rate of instability, it is observed that the simultaneous combination of horizontal and vertical magnetic fields provides faster stability for the system. With the increase in the intensity of the static external magnetic field, the square amplitude of the instability growth rate decreases by about 15% and the critical point decreases by 58%, this decreasing process is very slow compared to the results obtained from ...

کلیدواژه‌ها [English]

• Magneto-Rayleigh-Taylor instability
• MHD equations
• non-uniform plasma
• power density gradient
• management of the instability growth rate