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Chocs sans collisions

Chocs sans collisions. Chocs sans collisions observés dans l'héliosphère (et ailleurs). Phénomène universel Choc d’étrave de la Terre (permanent) CIRs, CMEs (temporaires). Vision fluide : conditions limites avec deux vitesses différentes  Un fluide « rattrape l’autre  raidissement

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Presentation Transcript

  1. Chocs sans collisions

  2. Chocs sans collisions observés dans l'héliosphère(et ailleurs) Phénomène universel Choc d’étrave de la Terre (permanent) CIRs, CMEs (temporaires) Vision fluide : conditions limites avec deux vitesses différentes  Un fluide « rattrape l’autre  raidissement Effets dissipatifs  stationnarisation Cas sans collisions : les particules des deux milieux peuvent co-exister au même endroit  effets cinétiques  le résultat peut être –ou pas- différent

  3. Ejection d'une CME

  4. Plus loin (jet stellaire)

  5. Choc d'étrave de la magnétosphère terrestre Une différence importante entre Q// et Qperp

  6. Théorie (1) : formation des chocs en fluideRaidissement non linéaire et dissipation • A partir d'un gradient quelconque, évolution en deux étapes: • Raidissement non linéaire (propagation idéale) • Stationnarisation via les effets non-idéaux (dissipation/ dispersion)

  7. Théorie (2) : les relations de Rankine Hugoniot • Calcul des discontinuités planes et stationnaires. • Dans un milieu neutre : conservations  • Deux solutions à ces équations de saut : les chocs (compressionnels, Vn>cs) et les discontinuités rotationnelles (Vn=0) • Dans un plasma magnétisé : même principe, résultat plus compliqué. Différentes formes de discontinuités: chocs rapides, lents, intermédiaires (Vn>VS, VI, VF), discontinuités rotationnelles (V=VI). Chocs=coplanaires • Résultats assez universels (si plan/stationnaire)  vrai en cinétique comme en fluide

  8. Théorie (3) : Dispersion/ Dissipation dans les chocs sans collisions • Dans un milieu collisionnel, effets non idéaux = dissipatifs (viscosité, résistivité) • Dans un milieu sans collision : • En augmentant progressivement le nombre de Mach, on voit apparaitre successivement des effets non idéaux différents (nombres de Mach critiques) • Effets de type résistif (dissipation) • Effets de type visqueux (dispersion) • avec : • particules résonnantes • non stationnarités (reformation)

  9. vx Chauffage directement lié à la compression(adiabatique) Propagation du choc x Phénomènes dissipatifs  chauffage supplémentaire) Amont Aval

  10. Simulation PIC Distribution Maxwellienne en amont, évolution complexe vers l'aval (réflexion, rotation, etc...) Les moments évoluent en respectant les relations de Rankine Hugoniot Mais épaisseur et surtout structure de la couche différentes des modèles visqueux et parfois existence de particules réfléchies (chocs courbes)

  11. Les préchocs Dus aux particules réfléchies N'existent pas dans une description fluide

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