磁流体力学magnetohydrodynamics

磁流体力学 magnetohydrodynamics磁流体力学 magnetohydrodynamics 结合流体力学和电动力学的方法研究导电流体和电磁场相互作用的学科。导电流体在电磁场里运动时，流体中就会产生电流。此电流与磁场相互作用，产生洛伦兹力，从而改变流体的运动，同时此电流又导致电磁场的改变。对这类问题进行理论探讨，必须既考虑其力学效应，又考虑其电磁效应。磁流体力学包括磁流体静力学和磁流体动力学。磁流体静力学研究导电流体在电磁力作用下的静平衡问题，如太阳黑子理论、受控热核聚变的磁约束机制等。磁流体动力学研究导电流体与电磁场相互作用时的运动规律，如各种磁流体动力学流动和磁流体动力学波等。等离子体和液态金属都是导电流体。前者包括 99%以上的宇宙物质，后者包括核动力装置中的携热介质（如钠、钾、钠钾合金）、化学工业中的置换剂（如钠、钾、汞）、冶金铸造工业中的熔融金属等。地球表面一般不存在自然等离子体，但可因核辐射、气体放电、燃烧、电磁激波、激光等方法产生人工等离子体。因此，磁流体力学不仅与等离子体物理学有联系，还在天体物理研究（如磁场对日冕、黑子、耀斑的影响）、受控热核聚变和工业新技术（如电磁泵、电弧加热器、磁流体发电、电磁输送、电磁推进等）中得到发展和应用。基础磁流体力学以流体力学和电动力学为基础，把流场方程和电磁场方程联立起来，引进了许多新的特徵过程，因而内容十分丰富。宇宙磁流体力学更有其特色。首先，它所研究的对象的特徵长度一般来说是非常大的，因而电感的作用远远大于电阻的作用。其次，其有效时间非常久，所以由电磁原因引起的某些作用力纵然不大，却能产生重大效应。磁流体力学大体上可以和流体力学平行地进行研究，但因磁场的存在也具有自己的特点：在磁流体静力学中的平衡方程，和流体静力学相比，增加了磁应力部分，这就是产旁际母荨 T 硕 r诖帕魈辶 pe 杏兄煌暮濠 o 它研究磁场的“运动”，即在介质流动下磁场的演变。与正压流体中的涡旋相似，磁场的变化也是由对流和扩散两种作用引起的。如果流体是理想导体，磁力线则冻结在流体上，即在同一磁力线上的质点恒在同一磁力线上，如果电导率是有限的，则磁场还要扩散。两种作用的强弱取决于磁雷诺数 4nUL/c（c 为光速，为电导率，U 和L 分别为问题的特徵速度和特徵长度）的大小。研究流动如何产生和维持天体中磁流发电机制（见太阳平均磁流发电机机制），目前大多是以运动学为基础的。分支磁流体力学是结合...