Досліджено дисипативну систему рівнянь Захарова у різних обмежених областях, запропонованої для опису колапсу ленгмюровських хвиль у плазмі. У випадку одновимірної області та періодичних граничних умов доведено існування глобального розв'язку та встановлено, що відповідна динамічна система є дисипативною та має компактний глобальний атрактор, а якщо зовнішні сили є аналітичними функціями, елементами глобального атрактора є аналітичні функції просторової змінної. У двовимірному випадку доведено існування та єдність глобального (за часом) розв'язку, у дисипативному - показано наявність інваріантної множини початкових умов, що породжують глобальний (за часом) розв'язок. Встановлено дисипативність та існування глобального атрактора відповідної динамічної системи. Побудовано регуляризацію системи рівнянь Захарова. Доведено збіжність атрактора регуляризованої системи до атрактора системи Захарова.

  Скачати повний текст

Експериментально досліджено теоретично передбачене просвітлення плазмових бар'єрів для електромагнітних хвиль за тристадійним механізмом, який полягає у модуляції падаючою електромагнітною хвилею електронного пучка, що пронизує плазмовий бар'єр, а також у збудженні в ньому швидкої та повільної хвиль просторового заряду (ХПЗ). Даний механізм також полягає у посиленні повільної ХПЗ у плазмі бар'єра з від'ємною діелектричною проникністю та у трансформації на виході з бар'єра повільної ХПЗ до електромагнітної хвилі за рахунок перехідного випромінювання. Встановлено закономірності та особливості кожної стадії механізму просвітлення. Отримано цілісні уявлення про процес досліджуваного просвітлення в реальних пучково-плазмових системах. Показано, що в головних своїх рисах реальний механізм просвітлення відповідає теоретично передбаченому. Виявлено суттєвий вплив на реалізацію просвітлення нелінійних процесів пучково-плазмової взаємодії з участю власних коливань пучково-плазмової системи в бар'єрі, що призводять до втрати пучком електронів моноенергетичності та зменшують ефективність просвітлення. Показано існування оптимальних для просвітлення параметрів електронного пучка.

  Скачати повний текст

Дисертація присвячена питанням збудження електромагнітних хвиль сильнострумовими пучками електронів у плазмі. Досліджене збудження коливань з широким частотним спектром при взаємодії сильнострумового релятивістського пучка електронів з плазмою. Досліджена електродинаміка гофрованого коаксіального плазмовозаповненого хвилевода, в якому розповсюджується сильнострумовий електронний пучок. Побудована теорія збудження електромагнітних хвиль електронним потоком в плоскій уповільнюючій лінії з магнітною самоізоляцією. Досліджено вплив обмеженості електронного потоку на параметри нестійкості відносного руху просторово розділених електронних та іонних потоків, яка може виникати при пропусканні сильного струму крізь плазму.

  Скачати повний текст

Відкрито новий тип стохастичної дифузії альфа-частинок в оптимізованих стелараторах, яка виникає у разі послідовних перетинів частинкою сепаратриси, що відокремлює локально захоплений і локально пролітний стани руху. Створено самоузгоджену модель провокування транспортних бар'єрів під час активації моди "фішбон". Удосконалено теорію впливу енергійних іонів (як тороїдально захоплених, так і пролітних) на пилчасті коливання у звичайних токамаках і сферичних торах. Розроблено модель нелінійного резонансного впливу енергійних іонів на неокласичні тиринг-моди. Обгрунтовано пояснення магнітного перезамикання за "фішбонної" активності плазми. Розроблено теорію фішбонів у розрядах з пласким профілем струму в центрі плазми та в розрядах з оберненим широм магнітного поля. Створено модель нелінійної динаміки зональної течії, яка збуджується короткохвильовою турбулентністю, поблизу порога модуляційної нестійкості. Пояснено збудження тороїдальних альфвенівських власних мод в омічних розрядах (за відсутності енергійних частинок). Досліджено резонансний вплив дрібномасштабної турбулентності на макроскопічні магнітні острови, що обертаються. Розглянуто резистивне затухання альфвенівських власних мод на локалізованих електронах у стелараторах. Описано механізм збудження геодезичної акустичної моди за іонного циклотронного нагрівання.

  Скачати повний текст

Здійснено теоретичне вивчення електродинамічних властивостей та збудження потенціальних поверхневих хвиль, що розповсюджуються вздовж плоскої межі магнітактивного плазмоподібного середовища (напівпровідника, газової плазми) скінченного тиску з металом поперек зовнішнього сталого магнітного поля, спрямованого перпендикулярно до межі розподілу середовищ. Описано хвильові процеси у межах гідродинамічного наближення з урахуванням теплового руху електронів плазмоподібного середовища. Досліджено вплив магнітного поля, нормального до межі: плазмоподібне середовище - метал, а також домішок (пилу) з великим негативним зарядом поблизу металевої поверхні на розповсюдження потенціальних поверхневих хвиль. Вивчено значення скінченної провідності металу та діелектричного прошарку між плазмою та металом стосовно дисперсійних характеристик і розподілу поля хвиль. Розглянуто самодію цих хвиль внаслідок нагрівої, іонізаційної та гідродинамічних нелінійностей. З'ясовано взаємодію двох поверхневих хвиль однакових частот, а також процес збудження цих хвиль внаслідок параметричної нестійкості.

  Скачати повний текст

Досліджено основні розпади нестійкості вістлерових хвиль у космічній та лабораторній плазмі в загальному випадку, коли хвиля накачки поширюється під кутом до зовнішнього магнітного поля. Вивчено умови формування та еволюцію двовимірних локалізованих солітонів та вихорів обвідної у нерівноважних плазмових системах у межах моделі узагальненого нелінійного рівняння Шредінгера (УНРШ). Аналітично досліджено умови формування та загальні властивості двовимірних солітонів та вихорів з урахуванням дисперсії четвертого порядку, нелінійностей нелокального типу або конкуруючих алгебричних нелінійностей третього та п'ятого порядків. Базуючись на результатах числового моделювання двовимірних стаціонарних та вихорових розв'язках УНРШ, обчислювальних експериментів стосовно еволюції збурених стаціонарних розв'язків з використанням УНРШ доведено можливість існування стійких двовимірних солітонів і вихорів у магнітоактивній плазмі. Одержані теоретичні результати якісно співпадають з експериментальними даними спостереження вістлерових структур у магнітоактивній лабораторній та іоносферній плазмі.

  Скачати повний текст

Дисертація присвячена нелінійним електродинамічним процесам, які супроводжують взаємодію пружних та електромагнітних хвиль з носіями заряду. У плазмі провідних монокристалів та газорозрядній плазмі знайдено й вивчено ряд електродинамічних ефектів, на основі яких розроблено ефективні методи визначення параметрів електронно-хвильової взаємодії, електрокінетичних коефіцієнтів, структури енергетичного спектру електронної підсистеми. Встановлено умови та методи підвищення ефективності механізмів параметричної взаємодії різних типів хвиль із плазмою носіїв заряду, що відкриває перспективи створення електронно-хвильових систем нового покоління.

  Скачати повний текст

З використанням кінетичного наближення теоретично досліджено властивості поверхневих циклотронних хвиль різної поляризації, які можуть залежно від орієнтації зовнішнього магнітного поля відносно поверхні плазми та поляризації хвилі, поширюватися вздовж межі плазма - діелектрик або плазма - метал. У гідродинамічному наближенні досліджено поширення електромагнітних поверхневих азимутальних мод поперек зовнішнього аксіального магнітного поля в металевих хвилеводах, що повністю заповнені плазмою. Розглянуто можливість параметричного збудження поверхневих циклотронних хвиль з врахуванням можливої немонохроматичності зовнішнього змінного електричного поля накачки. Побудовано нелінійну теорію взаємодії потоків електронів, що обертаються за азимутом в металевих хвилеводах з плазмовим наповненням, та поверхневих азимутальних мод. Досліджено електродинамічні моделі джерел плазми, що можуть використовувати поширення різних поверхневих циклотронних і азимутальних мод. При цьому враховано можливість передачі енергії поверхневих хвиль до газового розряду не тільки внаслідок омічного механізму дисипації, а також через кінетичне загасання поверхневих циклотронних хвиль та резонансне загасання поверхневих азимутальних мод.

  Скачати повний текст

Дисертацію присвячено вивченню властивостей поперечних ударних хвиль, що розповсюджуються в неоднорідних плазмових середовищах з магнітним полем. В роботі проведено узагальнення на магнітну газодинаміку наближеного аналітичного методу Уізема для класу одномірних та близьких до одномірних задач. Розглянуто розповсюдження плоскої МГД хвилі в плоско-шаруватій атмосфері, що знаходиться під дією сили тяжіння та магнітного поля; рух плоскої поперечної хвилі в середовищі з випромінюванням; задачу про симетричний вибух в атмосфері з осьовим магнітним полем, а також задачу про стійкість збіжної ціліндричної хвилі по відношенню до малих збурень. Досліджено залежності властивостей ударних хвиль від магнітного параметру та характеру неоднорідності середовища.

  Скачати повний текст

Знайдено компонент тензора магнітної проникності феромагнітних гранул, що знаходяться у сильному зовнішньому магнітному полі. На підставі одержаного тензора магнітної проникності розраховано та проаналізовано дисперсійні співвідношення для низькочастотних хвиль у запорошеній магнітоактивній плазмі з феромагнітними гранулами. За допомогою виразу для тензора магнітної проникності однорідно намагніченого сферичного феромагнетика розраховано та проаналізовано дисперсійні співвідношення високочастотних хвиль. Одержано аналітичні вирази для групової та фазової швидкостей високочастотних хвиль у випадку повздовжнього та поперечного поширення відносно напрямку зовнішнього магнітного поля, а також для гібридних резонансних частот, що виникають у запорошеній магнітоактивній плазмі з феромагнітними гранулами. Результати розрахунку фазової та групової швидкостей високочастотних хвиль для загального випадку поширення подано графічно. Показано, що запорошена магнітоактивна плазма з феромагнітними гранулами виявляє властивості лівих середовищ поблизу резонансних частот, зумовлених присутністю феромагнітного компонента.

  Скачати повний текст

Аналітично вивчено вплив багатомодовості магнітогідродинамічних хвиль (МГДХ) на їх дисперсійні властивості та тонку структуру альфвенівського резонансу (АР) у випадку, коли зв'язок просторових гармонік обумовлений періодичною неоднорідністю сталого магнітного поля в термоядерних пастках типу токамак і стелларатор. Уперше установлено, що періодична неоднорідність магнітного поля може мати вирішальний вплив (замість інших слабких ефектів, зокрема інерції електронів і скінченності ларморівського радіуса іонів) на тонку структуру локальних АР у периферійній плазмі, де ріпли магнітного поля є більшими і плазма - холоднішою, ніж у глибині плазми. Доведено можливість додаткового нагрівання термоядерної плазми поблизу системи автоматичного регулювання. Під час дослідження дисперсійних властивостей дрібномасштабних АХ, локалізованих поблизу цього збурення, ураховано скінченність збурення радіального профілю густини. Уперше дисперсійні властивості хвиль поверхневого типу (ХПТ) з малими аксіальними хвильовими числами в ізотропних хвилеводах з діелектричним прошарком між плазмовим стовпом і металевою стінкою камери досліджено аналітично для довільних номерів азимутального номера моди. З'ясовано умови, за яких є можливою резонансна взаємодія довгохвильових ХПТ незвичайної поляризації з довгохвильовими об'ємними хвилями звичайної поляризації у металевих хвилеводах, повністю заповнених плазмою. Доведено, що поперечні ХПТ можуть поширюватися уздовж межі плазма - метал поперек сталого магнітного поля в тороїдних хвилеводах круглого перерізу і хвилеводах майже прямокутного перерізу, які заповнені двома шарами n-напівпровідників, а також вивчено дисперсійні властивості ХПТ у таких хвилеводах. Показано можливість поширення поперечних поверхневих коливань іонної компоненти плазми в замагнічених циліндричних плазмових хвилеводах. Досліджено уповільнення поперечних ХПТ і розщеплення їх спектрів у плазмових хвилеводах некруглого перерізу без магнітного поля, доведено можливість їх використання для підтримання газових розрядів.

  Скачати повний текст

Дисертацію присвячено проблемі розвитку динамічного хаосу в плазмових і пучкових системах під час взаємодій типу хвиля - хвиля та хвиля - частинка. Одержано критерій розвитку динамічного хаосу під час слабонелінійної взаємодії хвиль. Показано, що модифікований розпад є стохастично нестійким. Продемонстровано можливість керування функцією розподілу заряджених частинок за енергіями в умовах розвинутого динамічного хаосу при взаємодії типу хвиля - частинка. Знайдено умови "необмеженого" стохастичного прискорення заряджених частинок полем регулярної електромагнітної хвилі у зовнішньому магнітному полі. Показано, що за авторезонансу стохастична нестійкість не розвивається. Досліджено збудження коливань у короткому резонаторі повільних хвиль електронним пучком, а також стохастизацією коливань в замагніченому пучково-плазмовому хвилеводі під дією зовнішнього монохроматичного поля.

  Скачати повний текст

Вивчено динамічне фокусування променів у неоднорідних середовищах та знайдено умови, за яких воно відбувається. Досліджено вплив просторових і часових флуктуацій густини плазми на плазмово-пучкову взаємодію. Одержано вираз для довжини, на якій можливе підсилення регулярного сигналу та розраховано час, за який флуктуації не встигають зруйнувати регулярний сигнал. Вивчено збудження власних хвиль необмеженого фериту зовнішнім низькочастотним шумовим полем. Показано, що наявність шуму призводить до параметричного збудження власних хвиль фериту. Розглянуто аномальний вплив флуктуацій на динаміку заряджених частинок за умов циклотронних резонансів.

  Скачати повний текст

Теоретично досліджено резонанс зарядженої частинки, яка рухається в магнітному полі, силові лінії якого мають обертальне перетворення, з гвинтовим магнітним збуренням. Розглянуто резонансні явища: "рух дрейфового острова" і стохастизація траєкторії руху зарядженої частинки у застосуванні до задач керованого селективного по енергіях частинок транспорту прольотних заряджених частинок впоперек плазмової конфігурації. Вивчено вплив кулонівського розсіювання в плазмі термоядерного реактора на дотримання умови дрейфового резонансу. Виявлено, що при певних параметрах профілю густини плазми кулонівське розсіяння виділених резонансних частинок на частинках плазми не припиняє процесу "рух дрейфового острова". Запропоновано обмежувати час існування стохастичного шару для того, щоб зробити стохастичний перенос селективним по енергіях частинок. Встановлено, що вплив амбіполярного електричного поля може сприяти підсиленню властивості селективності по енергіях частинок процесу стохастизації траєкторії частинки.

  Скачати повний текст

Розглянуто розсіяння електромагнітних хвиль на циліндричній та квазіперіодичній неоднорідностях магнітоактивної плазми. Отримано аналітичний розв'язок для низькочастотної хвилі для певних профілів густини за умов довільного співвідношення між довжиною хвилі та масштабом неоднорідності. Досліджуються хвилі поверхневого типу на межі плазма-метал з урахуванням теплового руху електронів плазми. Вивчено параметричну нестійкість поверхневих хвиль у полі зовнішньої хвилі накачки з урахуванням ефекту розбухання поля та генерацію другої гармоніки поверхневої хвилі, що поширюється вздовж межі плазма-метал поперек зовнішнього магнітного поля.

  Скачати повний текст