Труды КНЦ вып.5. ГЕЛИОГЕОФИЗИКА. 8/2019(10)

В работах [3, 4] впервые в численном моделировании были получены и детально исследованы конфигурации тонкого токового слоя с "колоколообразным" профилем сдвиговой компоненты магнитного поля и примерно постоянными величиной магнитного поля и концентрацией. Конфигурации такого типа часто встречаются в данных измерений на космических аппаратах в хвосте магнитосферы Земли и на разных участках ее магнитопаузы, а также в солнечном ветре и в хвосте магнитосферы Юпитера. На рис. 2 приведен силовой баланс в одной из полученных конфигураций с "колоколообразным" профилем By(z} и изотропными электронами. Верхняя левая панель показывает баланс по оси X, который определяется уравнением (41). Верхняя правая панель показывает баланс по оси F, который определяется уравнением (42). В рассматриваемом случае постоянная в правой части формулы (42) также равна нулю. На нижней панели показан баланс по оси Z, который определяется уравнением (43). Красная линия показывает выполнение этого уравнения с очень высокой точностью. Как видно из рисунка, силовой баланс выполнен с очень хорошей точностью. Результаты моделирования качественно и количественно очень хорошо согласуются с данными измерений на космических аппаратах, в которых регулярно встречаются токовые слои указанных выше типов. Заключение В работе впервые для бесстолкновительной плазмы из протонов и замагниченных электронов получена новая форма уравнения силового баланса протонов, в которой электрическое поле выражено через магнитное поле и дивергенцию тензора давления электронов. Это уравнение необходимо для правильной постановки граничных условий в моделях токовых слоев и для контроля силового баланса в этих моделях. Из этого уравнения впервые получена общая форма уравнения силового баланса в пространственно одномерном токовом слое с учетом анизотропии давления электронов. Также приведены результаты применения полученного уравнения в численных моделях для контроля их качества. Литература 1. Мингалев О.В., Мингалев И.В., Малова Х.В., Мерзлый А.М., Зелёный Л.М. Система кинетических уравнений для бесстолкновительной космической плазмы в приближении силового равновесия электронов вдоль магнитного поля. // Физика плазмы. 2018. Т. 44, № 11, стр. 889-904. 2. Лифшиц Е.М., Питаевский Л.П. Физическая кинетика. Теоретическая физика // том X. М.: Наука, 1979. —528 с. 3. Мингалев О.В., Мингалев И.В., Мельник М.Н., Артемьев А.В., Малова Х.В., Попов В.Ю., Шен Чао, Зелёный Л.М. Кинетические модели токовых слоев с широм магнитного поля // Физика плазмы. 2012. Т. 38, № 4, стр. 329-344. 4. Malova Н.Ѵ., Mingalev O.V., Grigorenko Е.Е., Mingalev I.V., Melnik M.N., Popov V.Yu., Delcourt D.C., Petrukovich A.A., Shen C., Rong D., Zelenyi L.M. Formation of self-organized shear structures in thin current sheets // Journal of Geophysical Research: Space Physics. 2015. VOL. 120. 191