Aspects of Anomalous Transport in Plasmas pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:CRC Pr I Llc

作者:Balescu, Radu

出品人:

页数:319

译者:

出版时间:2005-4

价格:$ 214.64

装帧:HRD

isbn号码:9780750310307

丛书系列:

图书标签:

Plasma Physics
Anomalous Transport
Turbulence
Fusion
Magnetohydrodynamics
Kinetic Theory
Nonlinear Dynamics
Space Physics
Astrophysics
Computational Physics

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具体描述

Anomalous transport is a ubiquitous phenomenon in astrophysical, geophysical and laboratory plasmas; and is a key topic in controlled nuclear fusion research. Despite its fundamental importance and ongoing research interest, a full understanding of anomalous transport in plasmas is still incomplete, due to the complexity of the nonlinear phenomena involved. "Aspects in Anomalous Transport in Plasmas" is the first book to systematically consider anomalous plasma transport theory and provides a unification of the many theoretical models by emphasizing interrelations between seemingly different methodologies. It is not intended as a catalogue of the vast number of plasma instabilities leading to anomalous transport; instead it chooses a number of these and emphasizes the aspects specifically due to turbulence. After a brief introduction, the microscopic theory of turbulence is discussed, including quasilinear theory and various aspects of renormalization methods, which leads to an understanding of resonance broadening, mode coupling, trajectory correlation and clumps. The second half of the book is devoted to stochiastic transport, using methods based on the Langevin equations and on Random Walk theory. This treatment aims at going beyond the traditional limits of weak turbulence, by introducing the recently developed method of decorrelation trajectories, and its application to electrostatic turbulence, magnetic turbulence and zonal flow generation. The final chapter includes very recent work on the nonlocal transport phenomenon.

好的，这是一本关于“等离子体中异常输运现象的方面”（Aspects of Anomalous Transport in Plasmas）的图书的简介，内容完全基于您提供的书名，但描述了不包含该主题的、独立且详细的图书内容。 --- 图书名称：《星际介质中的磁流体动力学：从星系到宇宙网》 (Magnetohydrodynamics in the Interstellar and Intergalactic Medium: From Galaxies to the Cosmic Web) 作者： [此处可填写虚构的作者姓名，例如：Dr. Elara Vance & Prof. Kaelen Roth] 内容简介本书旨在为天体物理学、等离子体物理学和宇宙学领域的研究人员、高级研究生以及对宇宙结构形成感兴趣的读者，提供一个深入且全面的视角，探讨在星际和星系际介质（ISM/IGM）中占据主导地位的磁流体动力学（MHD）过程。本书的重点在于宏观尺度的动力学、磁场的演化及其对物质分布、恒星形成效率和星系演化的影响，完全避开了微观尺度的粒子输运和碰撞动力学等主题。第一部分：基础理论框架与天文背景第1章：磁流体动力学的基本方程组及其在低频范围内的应用本章首先建立适用于稀薄、电离或部分电离等离子体环境（如星际介质）的无碰撞（或准静止）MHD框架。重点阐述欧姆定律的修正形式、磁流体力学（MHD）的理想化假设及其在柯文-普法兹（Coriolis-Pfaffian）方程中的体现。我们将详细分析阿尔芬波（Alfvén Waves）的性质，将其作为能量和磁通量在星际云中传播的关键载体。本章将严格区分磁场对等离子体压力和惯性的贡献，并侧重于宏观尺度的磁通量冻结（Flux Freezing）概念，及其在星系盘坍缩过程中的初步表现。第2章：星际介质的结构与磁场观测的挑战本章将对我们所处的星际介质环境进行详细的分类和描述，包括冷致密云（Molecular Clouds）、暖中性介质（WNM）、暖电离介质（WIM）以及热电离气体（HIM）。随后，本书将专注于如何通过射电辐射、法拉第旋转量（Faraday Rotation Measure, RM）以及谱线偏振等天文学手段来反演中小尺度磁场的结构和强度。我们将深入探讨RM测量的限制，特别是如何区分磁场方向和等离子体密度差异对旋转测量的贡献，强调这些观测数据是如何约束宏观磁场拓扑的。第3章：磁化湍流的尺度分解与能量级联本书将星际介质的磁化湍流视为一个复杂的、多尺度的系统。本章将引入谱方法，用于描述磁场能量在不同空间尺度上的分布。重点讨论在各向异性湍流中，磁场梯度如何影响动能和磁能之间的能量转移。我们不探讨单个粒子如何响应电场或磁场的波动（即不涉及输运系数），而是分析在特定尺度（如几十光年到几百光年）上，湍流对物质云的压缩和拉伸效应，如何影响星系盘的稳定性。第二部分：星系尺度的磁场演化与动力学第4章：星系盘中的发电机机制与维持本章集中讨论驱动星系磁场维持和放大的动力学过程。我们将详细分析背景的旋转（Differential Rotation）如何与螺旋扰动（Spiral Arms）相结合，形成经典的“螺旋体”磁场结构。重点讨论如何在非理想MHD框架下，基于科里奥利力驱动的“$alpha-Omega$发电机”模型，计算出维持星系磁场所需的电流密度。本书将通过数值模拟结果（如区域平均化模型）来展示磁场强度如何随时间演化，并与观测到的银河系磁场强度进行比对。第5章：磁场对恒星形成和反馈的耦合恒星形成过程是星际介质中最剧烈的活动之一，本章研究磁场如何调节这一过程。我们将分析磁压力和磁张力如何抵抗引力坍缩，从而延迟或调控分子云核心的形成。关键内容包括：磁化云的临界质量（Mass Threshold）的推导，以及在超新星爆发引起的冲击波传播过程中，磁场如何被压缩和扭曲，从而影响物质的冷却和再电离。第6章：星系风与宇宙网中的磁场输运随着星系释放出大量的恒星风和喷流，物质和磁场被输运到星系际空间。本章深入探讨了超音速星系风的结构，特别是磁场如何在风中冻结并引导物质逃逸。随后，我们将扩展到更大尺度，分析星系团外围和宇宙网（Cosmic Web）中磁场的微弱信号是如何被拉伸和稀释的。本书将展示如何利用背景微波辐射（CMB）的极化信号来约束宇宙网中最大尺度的磁场强度。第三部分：计算方法与未来展望第7章：大规模MHD模拟的计算挑战本章讨论在模拟星系团和宇宙网尺度的MHD问题时所面临的计算瓶颈。重点是高效求解大规模三维磁场方程组（如采用有限体积法或谱方法）的算法设计，以及如何处理在不同尺度下磁场强度的巨大动态范围。我们将讨论如何数值地实现对磁场散度的约束（$ abla cdot mathbf{B} = 0$）以及对磁通量冻结条件的近似处理。第8章：未解之谜与前沿研究方向本书最后展望了MHD在天体物理学中的前沿研究领域，包括：如何利用中子星并合事件（GW170817）的观测来检验极高密度下的磁流体力学行为；以及如何精确区分星际介质中磁场起源于早期宇宙（Primordial）还是恒星演化过程（Astrophysical）。目标读者：天体物理学家、等离子体物理理论家、高能天体物理与宇宙学方向的研究生。 --- 本书内容专注于宏观磁流体动力学在天文环境中的应用，深入探讨了磁场结构、湍流演化、星系发电机和大规模物质输运，不涉及材料科学、实验室等离子体、微观粒子输运系数（如扩散率、粘滞性）或与电磁场微观相互作用相关的具体计算方法。