BMETE80MFAU

Nyomtatóbarát változatNyomtatóbarát változat
Tantárgy azonosító adatok
A tárgy címe: 
Folyadékelméletek a plazmafizikában
A tárgy angol címe: 
Fluid Theories in Plasma Physics
A tárgy rövid címe: 
FolyadékelméletPlazmafiz
2
2
0
v
Kredit: 
5
A tantárgy felelős tanszéke: 
Nukleáris Technikai Intézet
A tantárgy felelős oktatója: 
Dr. Pokol Gergő
A tantárgy felelős oktatójának beosztása: 
egyetemi docens
Akkreditációs adatok
Akkreditációra benyújtás időpontja: 
2020.06.12.
Akkreditációs bizottság döntési időpontja: 
2020.06.12.
Tematika
A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít: 
vektoralgebra, vektoranalízis, elektrodinamika, kontinuum közegek mechanikája
A tantárgy szerepe a képzés céljának megvalósításában: 
TTK Fizikus MSc és Fizika PhD képzések kötelezően választható tárgya
A tantárgy részletes tematikája magyarul és angolul: 

A tárgy célja megismertetni a hallgatókkal az elektromosan vezető folyadékok (pl plazmák) makroszkopikus viselkedését leíró kontinuum elméleteket. Az egy- és többfolyadék elméletek felépítése után az alacsonydimenziós rendszerek tanulmányozása bemutatja az elmélet hatékonyságát és az ezekben a rendszerekben lezajló rendkívül komplex folyamatokat.

  • Statisztikus fizikai felvezetés, az eloszlásfüggvény. Az ütközési operátor. Boltzmann-egyenlet, Vlaszov-egyenlet. A kinetikus egyenlet momentumai, a lezárás problematikája. A többfolyadék egyenletek bevezetése.
  • Hullámok közönséges folyadékokban. Hullámok a többfolyadék plazmaképben. A plazmahullámok zoológiája.
  • Az ideális MHD egyenletek rendszere, az elmélet érvényességi határai; Az egyenletek konzervatív alakja, megmaradási mennyiségek az ideális MHD-ban;
  • Az MHD erőoperátor és tulajdonságai, spektrál analízis. Hullámok a magnetohidrodinamikában, drift hullámok, Alfvén-módusok.
  • Magnetohidrodinamikai rendszerek egyensúlya, stabilitása és instabilitásai.
  • 1-D MHD konfigurációk: Theta-pinch, Z-pinch, csavar-pinch. Egyensúly és stabilitás; Suydam-kritérium; Kruskal-Safranov-kritérium
  • 2-D MHD konfigurációk, axiálszimmetrikus toroidális rendszerek. Hullámok terjedése: TAE-módusok; Grad-Safranov egyenlet; Egyensúly és stabilitás; Mercier-kritérium.

 

These lectures aim to acquaint the students with the continuum-theories that govern the behaviour of electrically conducting fluids, such as plasmas. After the in-depth introduction to one- and multi-fluid descriptions, the study of low-dimensional systems will demonstrate the effectiveness of the theories and the multitude of the complex processes ongoing in these plasmas.

  • Statistical physics basics, the distribution function. The collision operator, the Boltzmann-equation, the Vlasov-equation. Moments of the kinetic equation, the problematic of the closure. Multi-fluid equations.
  • Waves in ordinary fluids, waves in the multi-fluid plasma description. Classification of plasma waves.
  • The system of ideal MHD equations, conditions of its applicability. The conservative form of MHD equations, constants of motion.
  • The MHD force operator and its features, spectral analysis. Waves in MHD, drift waves, Alfvén-modes.
  • General equilibrium of MHD systems, their stability, and instabilities.
  • 1-D MHD configurations: Theta-pinch, Z-pinch, Screw-pinch. Equilibrium and stability. Suydam criterion; Kruskal-Safranov criterion
  • 2-D MHD configurations, axially symmetric systems. Wave propagation, TAE-modes, the Grad-Shafranov equation. Equilibrium and stability, Mercier criterion
Követelmények szorgalmi időszakban: 
házi feladatok, zárthelyi dolgozatok
Követelmények vizsgaidőszakban: 
szóbeli vizsga
Pótlási lehetőségek: 
TVSZ szerint
Konzultációs lehetőségek: 
TVSZ szerint
Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom: 
Veres Gábor: Bevezetés az elméleti plazmafizikába (Eötvös Kiadó, 2008)
Bencze Attila, Cseh Gábor, Veres Gábor – „Az elméleti plazmafizika alapjai” BME, 2014 https://regi.tankonyvtar.hu/hu/tartalom/tamop412A/2011-0064_47_az_elmeleti_plazmafizika_alapjai/index.html
Paul M. Bellan: Fundamentals of Plasma Physics (Cambridge University Press, 2012, online version)
Jeffry P. Freidberg: Ideal MHD (Cambridge University Press, 2014)
A tárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka mennyisége órákban (a teljes szemeszterre számítva)
Kontakt óra: 
56
Félévközi felkészülés órákra: 
14
Felkészülés zárthelyire: 
20
Zárthelyik megírása: 
0
Házi feladat elkészítése: 
20
Kijelölt írásos tananyag elsajátítása (beszámoló): 
0
Egyéb elfoglaltság: 
0
Vizsgafelkészülés: 
40
Összesen: 
150
Ellenőrző adat: 
150
A tárgy tematikáját kidolgozta
Név: 
Dr. Veres Gábor
Beosztás: 
vendégoktató
Munkahely (tanszék, kutatóintézet, stb.): 
Nukleáris Technikai Intézet
A tanszékvezető neve: 
Dr. Czifrus Szabolcs