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霍尔不稳定性:起源、性质及其撕裂模的渐近理论

等离子体物理 2021-07-21 v1

摘要

电子磁流体力学中的霍尔不稳定性被解释为由螺旋振荡与电子电流速度中的剪切共同驱动的剪切-霍尔不稳定性。这一解释表明,背景磁场与电流速度涡量的反平行取向是霍尔不稳定性的必要条件。该条件在平面板几何中的数值计算得到了检验并总体确认。不稳定本征模定域于反平行场和涡量的空间区域中。对不稳定性撕裂型模的计算由大霍尔数下的渐近解析估计补充(且总体一致)。发现并解释了理想导体边界条件的稳定效应。对于大霍尔数,增长率趋近于关于磁场(B)和扩散率(η)的幂律依赖σBαη1α\sigma \propto B^\alpha\eta^{1-\alpha}。几乎所有计算给出的幂指数α=3/4\alpha = 3/4,唯一的例外是具有真空边界条件的撕裂型模,该情况下α=2/3\alpha = 2/3

关键词

引用

@article{arxiv.2106.13438,
  title  = {Hall instability: origin, properties, and asymptotic theory for its tearing mode},
  author = {Leonid Kitchatinov},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2106.13438},
  year   = {2021}
}

备注

Accepted in Journal of Plasma Physics