ЛАБОРАТОРИЯ НЕЛИНЕЙНОЙ ДИНАМИКИ ПЛАЗМЫ

Основные научные направления:

• нелинейные процессы в не идеальной плазме с кластерами и наночастицами и в плазм о подобных средах при воздействии сильных электромагнитных полей, интенсивных потоков заряженных частиц и мощного лазерного излучения;
• нелинейная динамика вихревых структур и крупномасштабной магнитогидродинамической турбулентности в плотной плазме и плазмоподобных средах;
• нелинейная динамика контактных и свободных границ сплошных сред в сильных электрических магнитных полях, а также - при воздействии интенсивных потоков энергии.

Установлено, что нелинейная динамика крупномасштабных гидродинамических и токовых вихревых структур приводит к прерыванию электрического тока, локализации энергии (образованию горячих точек) и стратификации жидкометаллического проводника даже в случае постоянных коэффициентов переноса и плотности.

Получены автомодельные решения уравнений электрогидродинамики, ответственные за процесс зарождения на поверхности диэлектрической жидкости конических острий. Установлен характер поведения физических величин (напряженности поля, скорости жидкости, кривизны поверхности) вблизи особенности. Определено пороговое значение диэлектрической проницаемости, превышение которого необходимо для реализации автомодельного механизма роста острия. Получены сингулярные автомодельные решения уравнений электрогидродинамики проводящей жидкости, ответственные за фундаментальный процесс зарождения на ее поверхности конических острий с углом раствора, близким к углу Тейлора 98.6⁰.

Получены точные решения задами о стационарном профиле поверхности проводящей жидкости во внешнем электрическом поле. Анализ решений показал, что при достижении амплитудой возмущения поверхности некоторого критического значения, занятая жидкостью область теряет односвязность. Это соответствует отрыву капель от основной массы жидкости.

Совместно с сотрудниками кафедры оптики и спектроскопии Южно-Уральского государственного университета и лабораторией нелинейной оптики предложены физическая и математическая модели кратерообразования на поверхности твердых теп при воздействии на них интенсивных потоков заряженных частиц. Показано, что кратеры формируются в результате поверхностных волн, возбуждаемых пучками заряженных частиц, и неустойчивости Рихтмайера-Мешкова границы плазма — расплавленный металл. Показано также, что возникающие в твердой теле при кратерообразовании напряжения локализованы под кратером; произведена редукция гидродинамического течения в объеме, занятом одной или двумя жидкостями с разными плотностями, к динамике свободной или контактной границы. Полученные в результате этой редукции уравнения позволяют достаточно просто и экономично исследовать существенно нелинейные стадии неустойчивостей Рэлея-Тейлора и Рихтмайера-Мешкова. Полученные результаты качественно и количественно согласуются с экспериментом.