magnètinė hidrodinãmika, magnetohidrodinãmika, fizikos šaka, tirianti elektrai laidžių dujų ir skysčių (plazmos, skystųjų metalų, elektrolitų) judėjimą magnetiniame lauke. Magnetiniame lauke judančioje laidžioje terpėje sukuriami elektriniai laukai ir srovės gali veikti tą magnetinį lauką. Šie susiję magnetiniai ir hidrodinaminiai reiškiniai nagrinėjami remiantis hidrodinamikos ir elektromagnetinio lauko Maxwello lygtimis. Nereliatyvistinė magnetinė hidrodinamika tiria terpes, kurios juda greičiu, daug mažesniu už šviesos greitį. Ji grindžiama Maxwello lygtimis (be nario, išreiškiančio slinkties srovę) ir Ohmo dėsniu judančiai terpei. Iš šių lygčių gaunama magnetinio lauko srauto tankio judančioje terpėje lygtis. Jos vienas narys nusako indukcijos reiškinį, kitas – magnetinio lauko difuziją (difuzijos koeficientas dažnai vadinamas terpės magnetine klampa). Be indukcijos lygties, magnetinėje hidrodinamikoje t. p. taikoma hidrodinamikos lygčių sistema, kurią sudaro tolydumo, skysčio tekėjimo ir šilumos balanso lygtys. Magnetinis laukas laidųjį skystį veikia terpės tūryje pasiskirsčiusia magnetine jėga (Lorentzo jėga). Magnetinės hidrodinamikos lygtis galima taikyti plazmai, jei laikas tarp plazmos dalelių susidūrimų mažas, palyginti su būdingąja tiriamo proceso trukme, o laisvojo kelio ilgis mažas, palyginti su būdinguoju ilgiu. Mažo tankio arba aukštos temperatūros plazma nusakoma kinetinėmis lygtimis (hidrodinamikos lygtys netinka), laukas – Maxwello lygtimis. Pagal laidžios terpės ir magnetinio lauko sąveikos pobūdį, kurį nusako magnetinis Reynoldso skaičius Rm, visi magnetinės hidrodinamikos procesai skirstomi į dvi grupes. Kai tas skaičius mažesnis arba lygus vienetui (dažnai ir kai daug mažesnis už 1), laidžios terpės tekėjimas nelabai trikdo magnetinį lauką. Tekančioje terpėje sukelta elektros srovė sukuria Lorentzo jėgą, veikiančią skysčio judėjimą, t. y. susidaro magnetohidrodinaminis reiškinys. Kai laidųjį skystį, esantį magnetiniame lauke, veikia išorinė elektrovara, susikūrusi elektros srovė sukelia jėgą, verčiančią skystį judėti (šiuo efektu grindžiamas, pvz., skystųjų metalų magnetohidrodinaminių siurblių veikimas), jei laidžios terpės, pvz., plazmos, srautas leidžiamas skersai magnetinio lauko, plazmoje sukuriama elektrovara (šiuo reiškiniu grindžiamas magnetohidrodinaminio generatoriaus veikimas). Kai magnetinis Reynoldso skaičius daug didesnis už 1 (labai laidžiose arba didelį tūrį užimančiose terpėse), kyla svarbūs magnetinės hidrodinamikos reiškiniai, nes tokių terpių tekėjimas labai trikdo magnetinį lauką. Vienas reiškinių – magnetinio lauko įšaldymas, kurį lemia labai laidžioje terpėje sukeltos elektros srovės, besipriešinančios magnetinio srauto, kertančio bet kurį judantį ir matmenis keičiantį laidžios terpės elementą, kitimui, todėl tas magnetinis srautas lieka pastovus (kuo Rm didesnis). Magnetinio lauko poveikis laidžiai terpei reiškiasi ir izotropiniu magnetiniu slėgiu. Papildomieji įtempiai, susidarantys magnetohidrodinaminėje terpėje, sukelia magnetohidrodinamines bangas (Alfvéno bangas). Daugelis magnetinės hidrodinamikos lygčių išsprendžiama remiantis silpnojo arba stipriojo magnetinio lauko artiniu. Pagal silpnojo lauko artinį tiriamas magnetinio lauko susižadinimas vienodos elektrinės ir magnetinės skvarbos terpėje (hidromagnetinis generavimas) ir hidromagnetinė turbulencija. Hidromagnetinis generavimas yra Žemės, Saulės ir žvaigždžių magnetizmo teorijos pagrindas. Magnetinės hidrodinamikos principais remiamasi technikoje, jais grindžiamas magnetohidrodinaminių siurblių, generatorių, separatorių, greitintuvų, plazminių variklių veikimas.
Istorija
Magnetinės hidrodinamikos pradininkas – M. Faraday. Kaip atskira mokslo šaka susiformavo 20 a. pirmoje pusėje. Svarbiausius magnetinės hidrodinamikos teiginius 1942 suformulavo H. O. G. Alfvénas. Magnetinės hidrodinamikos plėtrą lėmė jos taikymas Saulės fizikai (tirtas Saulės magnetinio lauko generacijos mechanizmas, Saulės dėmių susidarymas ir jų dinamika, Saulės aktyvumo apraiškos – protuberantai, žybsniai ir kita), žvaigždžių (baltųjų nykštukių, neutroninių žvaigždžių, novų, supernovų), Galaktikos magnetinio lauko kilmė, geomagnetinis laukas ir kita. Magnetinė hidrodinamika sparčiai plėtojama sprendžiant valdomosios termobranduolinės sintezės problemas. Iš magnetinės hidrodinamikos išsirutuliojo elektrohidrodinamika (tiria nelabai laidžių tekančių dujų ir skysčių sąveiką su elektriniu lauku) ir ferohidrodinamika (tiria įsimagnetinančių skysčių hidrodinamiką).