Equilibrio MHD estacionário para plasmas com rotação azimutal em um sistema de coordenadas cilíndricas

Abstract

Resumo: Foi derivada uma equação de equilíbrio estacionário MHD de plasmas em rotação na direção azimutal, no caso de um sistema de coordenadas cilíndricas, descrevendo o plasma como um fluido de condutividade infinita, considerando a entropia como uma quantidade de superfície. Para a resolução dessa equação diferencial, foram propostos perfis tanto para a pressão como para o fluxo de corrente. Primeiramente revisamos a solução obtida por Maschke e Perrin, onde consideraram perfis lineares tanto para a pressão como para o fluxo de corrente. Em seguida apresentamos duas novas soluções, uma quadrática para o fluxo de corrente e a pressão, outra linear para a pressão e quadrática para o fluxo de corrente. A partir dessas soluções, plotamos várias gráficos, onde analisamos o efeito da rotação nas componentes do campo magnético e na densidade de corrente, como também o efeito da rotação na pressão e no fluxo magnético.

Abstract: An equation for MHD stationary equilibrium of rotating plasmas in the azimuthal direction is derived in the case of an cylindrical coordinate system with a plasma describing the plasma as an infinite-conductivity fluid, considered the entropy is a surface quantity. For the resolution of this differential equation it was necessary to propose profiles for both pressure and current flow. Firstly we did a review of the solution obtained by Maschke and Perrin, where they considered linear profiles for both pressure and current flow. Next we present two new solutions, one quadratic for current flow and pressure, one linear for pressure and quadratic for current flow. From these solutions, We plot several graphs, where we analyze the effect of rotation on the components of the magnetic field and current density, as well as the effect of the rotation on the pressure and the magnetic flux.