Shock Hugoniot of diamond from 3 to 80 TPa
碳的主要Hugoniot，最初是金刚石，从3到80 TPa（30到8亿个大气压）测量，这是有史以来最高的压力，使用球形会聚冲击的射线照相术。这些冲击波是在国家点火装置（NIF）的激光加热黑腔中用软X射线烧蚀塑料涂层而产生的。实验进行了低和高驱动功率，跨越不同的，但重叠的压力范围。冲击波的半径-时间历程以及其后的质量密度分布，通过沿球体直径的时间分辨X射线照片的轮廓匹配来确定。在~50 TPa以上，由冲击引起的加热足够大，可以吸收相当大一部分K壳层电子，从而降低了10.2 keV探测X射线的不透明度。利用样品总质量不变的约束条件，同时推导出不透明度和质量密度。Hugoniot和不透明度与电子态和状态方程的密度泛函理论计算结果一致，与基于Fermi理论的Hugoniot理论值有很大差异。用于预测NIF金刚石烧蚀实验的可压缩性的理论模型，产生最高的中子产率，迄今为止从惯性约束聚变实验，是定性与我们的EOS测量一致，但似乎略高估了可压缩性。这些测量有助于评估理论技术并约束适用于白矮星的宽范围EOS模型，白矮星是银河系中至少97%恒星的最终进化形式。
2022-03-30 physics.plasm-ph
Shock Hugoniot calculations using on-the-fly machine learned force fields with ab initio accuracy
提出基于即时机器学习力场的分子动力学框架计算冲击雨贡纽曲线，在保持从头算精度的同时将计算加速两个数量级，成功应用于FPEOS数据库中14种材料的雨贡纽曲线计算。
2024-07-29 physics.comp-ph physics.plasm-ph
Hugoniot Relation for Multi-Temperature Euler Equations of Compressible Plasma Flows
Institute of Applied Physics and Computational Physics（应用物理与计算物理研究所）；RWTH Aachen University（亚琛工业大学）
本文研究多温度欧拉方程中的激波结构，推导出两种霍诺尼关系，揭示激波结构的非唯一性，并强调微观物理对解决激波歧义的重要性。
2026-05-07 math-ph math.MP physics.plasm-ph
Path Integral Monte Carlo Calculation of the Deuterium Hugoniot
限制路径积分蒙特卡罗模拟被用来计算氘在10000 < T < 1000000 K温度范围内的平衡性质，这两种密度分别为0.674和0.838 gcm^-3（rs = 2.00和1.86）。利用计算得到的内能和压强，我们估算了冲击Hugoniot，并与最近的激光冲击波实验进行了比较。我们研究了有限尺寸效应和路径积分对时间步长的依赖性。此外，我们比较了从自洽的变分原理，其中包括相互作用和束缚态与自由粒子的节点限制所获得的结果。
2000-01-22 physics.comp-ph physics.plasm-ph
MHD Rankine-Hugoniot jump conditions for shock waves in van der Waals gases
本文推导了范德瓦尔斯气体中MHD激波的Rankine-Hugoniot跃迁条件，给出了激波强度表达式及简化关系，并分析了磁场强度和非理想性参数对激波参数的影响。
2025-07-10 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Comparison of Hugoniots calculated for aluminum in the framework of three quantum-statistical models
本文给出了在Thomas-Fermi模型、考虑量子和交换修正的Thomas-Fermi模型和Hartree-Fock-Slater模型框架下铝在冲击压缩下的热力学性质的计算结果。在理想气体、单组分等离子体和带电硬球三种模型的框架下，考虑了热运动和离子相互作用的影响。在1至$10^7$ GPa的压力范围内进行计算。计算Hugoniots与现有的实验数据进行了比较。
2015-11-17 cond-mat.mtrl-sci physics.plasm-ph
Equation of state and shock compression of warm dense sodium - a first-principles study
作为一种简单的碱金属，钠一直是冲击物理实验的基本兴趣，但它的状态方程（EOS）在热，密集的制度是不为人所知的。结合部分电离态的路径积分蒙特卡罗（PIMC）结果[B. Militzer和K. P. Driver，Phys. Rev. Lett. 115，176403（2015）]在高温下和在较低温度下的密度泛函理论分子动力学（DFT-MD）结果，我们构建了在$1.93-11.60$ g/cm $^{3}$和$10^3-1.29\times10^8$ K的宽密度-温度范围内的钠的相干状态方程。我们发现，一个本地化的，Hartree-Fock节结构在PIMC产生的压力和内能是一致的，与DFT-MD在中间温度为$2\times10^6$ K。由于PIMC和DFT-MD提供了电子壳层和激发效应的第一性原理处理，我们能够识别两个压缩最大值对应于$K$ -壳层和$L$ -壳层电离的冲击Hugoniot曲线。我们的Hugoniot曲线为广泛使用的EOS模型、SEEOS、LEOS和Purgatorio提供了基准。由于环境密度低，钠在冲击Hugoniot曲线上有一个异常高的第一压缩最大值。在超过10 $^7$ K，我们表明，辐射效应导致非常高的压缩沿Hugoniot曲线，超过相对论修正，并观察到越来越多的偏离的冲击和粒子速度的线性关系。我们还计算了热和压力电离过程的温度-密度依赖性。
2017-02-21 astro-ph.SR cond-mat.other physics.chem-ph
Rankine-Hugoniot conditions in Q-variables: a wave-aligned formulation of MHD discontinuities
KU Leuven（荷语鲁汶大学）；KU Leuven Campus Kortrijk（荷语鲁汶大学科特赖克校区）
本文在Q变量形式下推导了理想MHD方程的Rankine-Hugoniot跳跃条件，证明其与经典MHD条件等价，为分析磁化等离子体中的波-激波相互作用提供了波对齐框架。
2026-08-10 physics.plasm-ph
Computation of the Shock Adiabats of Argon and Xenon
本文给出了在考虑多重电离、电子激发和等离子体非理想修正的“化学图像”框架下，Ar和Ar的冲击波（Hugoniots）的计算结果。估计了辐射造成的能量损失。
2010-05-23 physics.plasm-ph
Equation-of-state model for shock compression of hot dense matter
本文提出了一个量子状态方程模型，并将其应用于计算四倍密度以上的高压冲击Hugoniot曲线，即接近最大压缩的地方，其中量子效应起作用。最大可达到的压缩的分析估计。它给出了一个很好的协议与状态方程模型。
2007-06-29 physics.plasm-ph
Quantum molecular dynamics simulations of the thermophysical properties of shocked liquid ammonia for pressures up to 1.3 TPa
采用量子分子动力学模拟方法研究了冲击液氨在压力1.3 TPa、温度120000 K下的热物理性质。从宽范围的状态方程预测的主要Hugoniot，这符合现有的实验测量高达64 GPa。我们对结构性质的系统研究表明，液氨沿着Hugoniot经历了一个渐进的相变。在约4800 K时，该体系转变成由$\textnormal{N}\textnormal{H}_{3}$、$\textnormal{N}_{2}$、$\textnormal{H}_{2}$、N和H组成的金属、复杂混合物状态。此外，我们还讨论了天王星和海王星内部的影响。
2013-05-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech physics.plasm-ph
Opacity of Shock-Heated Boron Plasmas
标准措施的不透明度，原子散射因子的虚部$f_2$和X射线质量衰减系数$μ/ρ$，在冲击加热硼，碳化硼和氮化硼等离子体进行评估。Hugoniot方程将激波后的温度$T$与激波前沿的压缩比$ρ/ρ_0$联系起来，与等离子体状态方程一起用来确定压力$p$、有效等离子体电荷$Z^\ast$和以$ρ/ρ_0$表示的K壳层占据。Hugoniot方程的解（在广义的费米子-费米理论的框架内确定）表明，当温度从20 eV增加到500 eV时，低Z离子的K壳层占据率从2迅速减少到0.1;在这个温度范围内，冲击压缩比接近4。平均原子模型（广义的量子力学版本的PIMAS-Fermi理论）被用来确定K壳层和连续波函数和光电离截面的X射线能量范围内的$ω=1$ eV至10 keV，其中的不透明度是由原子光电离过程占主导地位。对于一个未压缩的硼等离子体在$T=10$ eV，其中K壳层填充，平均原子截面，原子散射因子和质量衰减系数都显示出同意密切与以前（冷物质）的表格。对于冲击压缩等离子体，温度的依赖性的$μ/ρ$可以近似由相对K-壳层占有缩放以前列表的冷物质值，但是，有一个相对较小的剩余依赖性所产生的光电离截面。给出了9 keV X射线的衰减系数$μ$随B、C、B、$_4$ C和BN等离子体的Hugoniot方向$T$的变化关系。
2019-03-15 physics.plasm-ph
Quantum molecular dynamics simulations for the nonmetal-metal transition in shocked methane
我们已经进行了量子分子动力学模拟冲击压缩下的甲烷高达80 GPa。我们获得了良好的协议与现有的实验数据的主要Hugoniot，来自状态方程。系统地研究了电导率谱、单粒子态密度和Hugoniot点处超原胞上的电荷分布，结果表明，冲击态甲烷向金属态的转变发生在甲烷解离成氢分子和长链烷烃的密度附近.通过对关联函数的分析，预测了甲烷冲击后的化学图像。在通常的假设用于高压建模的甲烷，我们发现，没有钻石状的配置发生在整个密度-温度范围内的研究。
2011-03-24 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.plasm-ph
First-principles Equation of State and Shock Compression Predictions of Warm Dense Hydrocarbons
本文采用路径积分蒙特卡罗方法和密度泛函分子动力学方法，在$0.07-22.4$ g/cm $^{3}$和$6.7\times10^3-1.29\times10^8$ K范围内，对一系列不同碳氢比（2：1，1：1，2：3，1：2和1：4）的碳氢化合物材料，建立了一组相干的状态方程.每种材料的冲击Hugoniot曲线显示一个单一的压缩最大值对应于$K$壳电离。对于C：H=1：1，压缩最大值发生在初始密度的4.7倍，我们表明辐射效应显着增加激波压缩比超过2 Gbar，超过相对论效应。Hugoniot曲线的单峰结构与先前对更高- $Z$等离子体的工作形成对比，其表现出对应于$K$ -和$L$ -壳层电离的双峰结构。电子态密度的分析表明，Hugoniot结构的变化是由于碳中$L$ -壳层本征态的合并，而对于更高- $Z$元素，它们保持不同。最后，我们表明，等压等温线性混合规则的碳和氢的EOS是一个合理的近似误差优于1%的恒星核心条件。
2017-06-27 astro-ph.SR cond-mat.other physics.chem-ph
Improved analysis of converging shock radiographs
我们以前报道了一个实验平台，诱导一个球形收敛冲击在样品中使用激光驱动烧蚀，探测与时间分辨X射线照相术，和分析方法，推导出国家沿主冲击Hugoniot同时与X射线不透明度。我们现在已经开发了一种改进的分析方法，该方法在数值上更好地调节和更快，并且通常提供具有相应较低不确定性的射线照片的更好表示。以前的方法是基于优化密度分布模型中的参数作为半径和时间的函数，扭曲以遵循轨迹，如冲击和样品的外部。会聚激波构形可以用激波密度和声速更有效地描述，表示为激波速度的函数。从各种理论状态方程（EOS）对Hugoniot的研究表明，在这些实验探索的典型状态范围内，这些函数可以用低阶多项式描述。同样，少数参数的功能被发现适合代表的变化与冲击压力的X射线不透明度。在大多数情况下，这种方法比基于EOS参数化的替代方法表现更好。
2022-03-16 physics.comp-ph physics.plasm-ph
Characterising equation of state and optical properties of dynamically pre-compressed materials
在几兆巴的压力和几千开尔文的温度下表征材料对于理解温暖致密物质制度和改进行星模型至关重要，因为这些条件是行星内部的典型条件。今天，激光驱动的冲击压缩是实现数兆巴压力的唯一技术，但相关的温度太高，不能代表行星状态。双冲击压缩代表了探索较低温度的替代方案。在这里，我们提出了一种方法来创建良好控制的双冲击状态，并测量其热力学状态和光学反射率使用标准的光学诊断（多普勒测速和光学高温计）在激光驱动的冲击实验。这种方法，它不需要流体动力学模拟的支持下，是基于应用程序的广义朗肯-Hugoniot关系与自阻抗失配技术。在LULI 2000机构（École Polytechnique，France）对$α$ -石英样品进行了验证实验。在7.5 Mbar时，获得了低于主Hugoniot的温度$60 \%$。
2018-09-20 physics.plasm-ph
D'yakov-Kontorovitch instability of shock waves in hot plasmas
本文研究了高温碳、铝、硅和铌等离子体激波阵面后声波自发发射的D 'yakov-Kontorovich稳定性判据。D 'yakov和临界稳定性参数是用状态方程模型沿主Rankine-Hugoniot曲线计算的，其中束缚电子和自由电子的贡献是通过相对论量子平均原子模型求解Dirac方程计算的。在相对论框架中使用应力张量公式确定压力。我们发现，不稳定性发生在电子壳层电离结束时，当Hugoniot曲线偏离$ρ/ρ_0$ =4渐近线而趋向于$ρ/ρ_0$ =7极限时.在这样的条件下，如果等离子体是光学厚的，黑体辐射的EOS的贡献是占主导地位的，系统变得总是稳定的。我们的研究结果表明，不稳定性发生的条件是不同的，从以前公布的估计，由于在相应的状态方程模型的假设，特别是相对论效应，并依赖于辐射不透明度的材料。
2018-09-14 cond-mat.stat-mech physics.atom-ph physics.plasm-ph
Simultaneous compression and opacity data from time-series radiography with a Lagrangian marker
时间分辨射线照相术可用于通过同时测量冲击的至少两个力学参数来获得绝对冲击Hugoniot状态，并且该技术特别适用于一维会聚冲击，其中单个实验探测会聚冲击增强时的压力范围。然而，在足够高的压力下，受冲击的材料变得足够热，使得X射线不透明度显著下降。如果系统包括拉格朗日标记，使得标记内的质量是已知的，则该附加信息可以用于约束不透明度以及Hugoniot状态。在不透明度仅在冲击加热时发生变化，而在随后的等熵压缩时不发生明显变化的极限下，可以唯一地确定冲击材料的不透明度。更一般地说，有必要假设不透明度随等熵压缩的变化形式，或者引入多个标记层。或者，假设状态方程或不透明度，在这样的实验中标记层的存在使得能够比单独从射线照相密度重建更准确地推导出非假设的性质。一个例子分析显示聚苯乙烯中的会聚冲击波的测量，在国家点火装置。
2020-10-15 physics.comp-ph physics.plasm-ph
Theoretical and experimental investigation of the equation of state of boron plasmas
我们报告了一个理论状态方程（EOS）表的硼在很宽的温度范围（5.1 $\times$ 10 $^4$-5.2 $\times$ 10 $^8$ K）和密度（0.25-49 g/cm $^3$），和实验冲击Hugoniot数据在前所未有的高压（5608 $\pm$ 118 GPa）。计算进行完整的，第一原理方法结合路径积分蒙特卡罗（PIMC）在高温下和密度泛函理论分子动力学（DFT-MD）方法在较低的温度下。通过提供5.1 $\times$ 10 $^5$ K下的相干EOS（能量差$<$ 1.5 Hartree/硼，压力差$<$ 5%），PIMC和DFT-MD相互交叉验证。Hugoniot测量是在国家点火装置上使用平面激波平台进行的。在我们的激波实验中发现的压力-密度关系是在我们的第一性原理状态方程和半经验状态方程表（LEOS 50）预测的激波Hugoniot轮廓之上。研究了自扩散系数以及高温高压条件下热驱动电离和压力驱动电离对状态方程和冲击压缩行为的影响。通过一维流体动力学模拟，将第一性原理计算与LEOS 50进行比较，研究了极地直驱爆炸推进平台对压力变化的性能敏感性。研究结果对今后高能密度研究的理论和实验研究以及工程设计具有参考价值。（LLNL-JRNL-748227）
2018-04-30 astro-ph.SR cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Tracking shocked dust: state estimation for a complex plasma during a shock wave
我们考虑一个二维复杂的（尘埃）等离子体晶体激发的静电诱导冲击波。在这样的系统中，尘埃粒子的运动学通常使用粒子跟踪测速仪来确定。在这项工作中，我们提出了一种粒子跟踪算法，它确定了尘埃粒子的运动学具有显着更高的精度比粒子跟踪测速。该算法使用多个扩展卡尔曼滤波器来估计粒子的状态和一个相互作用的多个模型来分配概率到不同的过滤器。这使得能够以高精度确定粉尘的相关物理性质，例如动能和动力学温度。我们使用一个Hugoniot冲击跳跃关系计算的压力-体积图从冲击尘埃运动学。用我们的跟踪算法可以计算出完整的压力-容积图，但用粒子跟踪测速法则不行。
2011-12-22 physics.plasm-ph
Collisional behaviors of astrophysical collisionless plasmas
在碰撞流体中，许多关键过程依赖于二元碰撞的频率。当两种流体足够快地碰撞时，碰撞似乎是产生冲击波的必要条件，以满足朗肯-雨果尼奥关系，建立状态方程或麦克斯韦分布。然而，这些看似碰撞的特征通常被观察到或假设与碰撞\emph{less}天体物理等离子体有关。本文将回顾我们目前对以下问题的回答：碰撞的无碰撞等离子体如何最终产生像流体一样的冲击？在这种情况下，兰金-于戈纽关系在多大程度上得到了满足？无碰撞冲击是否像流体冲击一样传播？我们能不能用状态方程来描述无碰撞的等离子体，就像天体物理学中的MHD代码那样？为什么麦克斯韦分布在无碰撞冲击的Particle-In-Cell模拟中无处不在？定义碰撞和无碰撞行为之间边界的时间和长度尺度将在相关时给出。一般来说，当可以忽略导致流体行为的无碰撞过程中所涉及的时间和长度尺度时，系统可以被视为流体。
2015-02-02 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
Thermophysical properties for shock compressed polystyrene
我们已经进行了量子分子动力学模拟在高压下温暖的致密聚苯乙烯。从宽范围的状态方程导出了790 GPa以下的主要Hugoniot，其中原子电离的贡献是半经典确定的。通过Kubo-Greenwood公式计算光学电导率，由此确定直流电导率和光学反射率。通过聚合物的逐渐分解确定非金属到金属的转变。我们的结果与最近的高精度激光驱动实验显示出良好的一致性。
2011-01-25 cond-mat.mtrl-sci physics.atm-clus physics.chem-ph
Molecular Dynamics Simulation of Strong Shock Waves Propagating in Dense Deuterium With the Effect of Excited Electrons
本文用电子力场方法对冲击波在重氘中的传播进行了分子动力学模拟[J. T。Su和W. A. Goddard，Phys. Rev. Lett. 99，185003（2007）]，其明确地考虑了电子的激发。系统地研究了与电子激发有关的非平衡态特征。与经典分子动力学模拟的结果相比，我们发现D-$_2$分子中的化学键导致了激波阵面附近更为复杂的激波结构。电荷分离可以导致大规模的净电荷积累，而不是形成局部偶极子层，这可能会导致额外的能量用于冲击波传播。此外，模拟结果还表明，冲击波前的分子解离是导致主冲击波中“凸点”结构的主要因素。这些结果有助于建立一个更真实的冲击波在惯性约束聚变中常用的燃料材料中传播的图像。
2016-09-07 physics.plasm-ph
Equation of State of Hot, Dense Magnesium Derived with First-PrinciplesComputer Simulations
本文采用第一性原理的计算机模拟技术，即路径积分Monte-Carlo和密度泛函理论分子动力学，导出了镁在密度为0.43 ~ 86.11 g/cm $^3$ ~（-1），温度为20，000 K ~ $5\times10^8$ ~K的温密物质体系中的物态方程。这些条件与巨行星和恒星的内部以及冲击压缩测量和惯性约束聚变实验有关。我们研究了镁的电离机制和电子结构随密度和温度的变化。我们发现，在高密度的L壳层电子2s和2 p能带合并。这导致随着密度和温度的增加，L壳层逐渐电离。在这方面，Mg不同于MgO，这也反映在其主震Hugoniot曲线的形状上。对于镁，我们预测一个单一的广泛的压力-温度区域的冲击压缩比约为4.9。因此，Mg不同于Si和Al等离子体，它们在L和K壳层电离的Hugoniot曲线上表现出两个分离良好的压缩最大值。最后研究了多次冲击和预热、预压缩的影响。
2020-08-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
Hybrid simulation of a parallel collisionless shock in the Large Plasma Device
我们提出了二维混合动力学/磁流体动力学模拟计划的激光烧蚀实验中的大型等离子体装置（LAPD）。我们的研究结果，在以前的实验中已被验证的参数的基础上，表明，一个平行的无碰撞冲击可以开始在可用的空间内形成。碳碎片离子以四倍于阿尔芬速度的吹离速度沿磁场方向流动，激发出强烈的磁场波动，最终将其部分动能转移到周围的氢离子。背景等离子体的这种加速和压缩产生了冲击波阵面，它满足朗肯-雨果尼奥条件，因此可以自行传播。此外，我们分析了上游湍流，并表明它是由右手共振不稳定性。
2016-11-19 physics.plasm-ph physics.space-ph
Equation of state for shock compressed xenon in the ionization regime: ab initio study
采用量子分子动力学（QMD）方法研究了液态氙在动态压缩下的热物理性质。根据Saha方程对QMD计算得到的物态方程进行了修正，并考虑了高温高压下原子电离对物态方程的主要贡献。对于低于160 GPa的压力，在占原子电离的必要性已被证明的Hugoniot曲线，这表明与以前的实验测量非常一致，和三个水平的电离已被证明是足够的，在这个阶段。
2010-05-12 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.plasm-ph
Kinetic simulation of nonrelativistic perpendicular shocks of young supernova remnants. IV. Electron heating
高马赫数无碰撞激波存在于行星系统和超新星遗迹中。电子在这些冲击中被加热到远高于朗肯-于戈尼奥预测的温度。然而，负责电子加热的过程仍然没有得到很好的理解。我们使用一组大尺度的Particle-In-Cell方法模拟了高马赫数区域的非相对论激波，以阐明电子加热过程。这些冲击的物理性质由冲击斜坡处的离子反射定义。反射离子和上游等离子体的进一步相互作用激发静电布尼曼和双流离子-离子韦伯不稳定性。电子通过激波冲浪加速、激波势、磁重联、随机费米散射和激波压缩被加热。主要贡献者是冲击电位。磁场线由于韦伯不稳定性而缠结，这允许由冲击电位加热平行电子。电子加热的约束模型预测的离子-电子温度比在SNR冲击和土星的弓冲击观测值。
2020-08-13 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Thermal and Pressure Ionization in Warm, Dense MgSiO$_3$ Studied with First-Principles Computer Simulations
利用路径积分蒙特卡罗和密度泛函分子动力学（DFT-MD）模拟方法，研究了MgSiO $_3$顽火辉石在暖稠密物质区的性质.我们产生了一个一致的状态方程（EOS），跨越了很宽的温度和密度范围（10 $^4$-10 $^7$ K和6.42- 64.16 g cm $^{-3}$）。导出了冲击Hugoniot曲线，与实验符合得很好。我们确定的边界之间的制度的热电离和压力电离的定位在恒定温度下的内能达到最小值作为密度或压力的函数。在低密度下，随着自由态重量的变化，内能随着密度的增加而减小。热电离占主导地位。相反地，在高密度下，在压力电离状态下，内能随密度增加。我们确定两个制度之间的边界，并表明，压缩最大值沿冲击Hugoniot曲线发生，因为K壳层电子成为热电离，而不是压力电离。
2020-02-28 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph physics.plasm-ph
Path integral Monte Carlo simulations of dense carbon-hydrogen plasmas
碳氢等离子体和碳氢化合物材料是激光冲击实验学家、高能量密度物理学家和天体物理学家广泛关注的对象。碳氢化合物精确的状态方程对从惯性约束聚变到行星科学的各种研究都有重要的意义。通过结合高温下的路径积分Monte Carlo（PIMC）结果和低温下的密度泛函理论分子动力学（DFT-MD）结果，计算了烃类在1473个分布在一定组成范围内的独立（$ρ,T$）点的状态方程.这些方法准确地处理电子激发和多体相互作用的影响，从而提供了一个基准质量的状态方程，超过了半经验和基于费米的方法在温暖的致密物质制度。通过比较我们的第一原理EOS的LEOS 5112模型CH，我们验证了在这个模型中的比热假设，但建议，在低温下的Grueneisen参数太大。基于我们的第一性原理状态方程，我们预测聚苯乙烯的Hugoniot曲线在最大压缩时比无轨道DFT和SEF 7593预测的软2-5%。通过研究原子结构和化学键，我们发现在0.4-4兆巴的压力区间内，化学键的寿命急剧下降。我们发现线性混合的假设是有效的描述状态方程和冲击Hugoniot曲线的致密，部分电离的碳氢化合物考虑。我们预测的辉光放电聚合物的冲击压缩和调查的氧含量和C：H比的影响，其Hugoniot曲线。我们的全套第一性原理模拟结果可用于基准未来的理论研究有关的碳氢化合物EOS，并应有助于指导设计未来的千兆实验。
2017-10-18 astro-ph.EP astro-ph.SR cond-mat.other
Energy Balance at Interplanetary Shocks: In-situ Measurement of the Fraction in Supra-thermal and Energetic Particles with ACE and Wind
行星际激波对带电粒子的加速会消耗上游冲压压力中不可忽略的一部分。对于ACE和Wind航天器在1天文单位现场观测到的冲击样本，获得了每个事件的离子和电子能谱的非麦克斯韦分量（超热和高能）的时间序列。在冲击波通过之前和之后的一小时内对这些压力进行平均，以确定它们的分压。利用MHD Rankine-Hugoniot跳跃条件，我们发现总的上游能量通量转移到非麦克斯韦下游粒子的分数通常约为2- 16%。值得注意的是，我们的样本表明，无论是快速磁声马赫数，也不是冲击法向和平均上游磁场之间的角度与非麦克斯韦粒子压力。
2021-08-16 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Travelling Waves in Hall-MHD and the Ion-Acoustic Shock Structure
Hall-MHD是一个双曲-抛物混合偏微分方程，描述了具有无质量电子的理想双流体等离子体动力学。我们研究的唯一的冲击波家族，存在于这个系统中（其他的不连续性接触不连续性，而不是冲击）。我们研究平面行波解，我们发现解决方案的流体动力学变量，这是由于霍尔-磁流体动力学的真实特征的存在下，不连续。我们引入一个小的粘性方程，并使用匹配的渐近展开的方法来显示，满足Rankine-Hugoniot条件和熵条件的不连续的解决方案具有连续的激波结构。最低阶的内部方程简化为可压缩的纳维-斯托克斯方程，加上一个方程，该方程暗示了激波结构内部的磁场的恒定性。我们能够表明，电流是不连续的冲击，即使磁场是连续的，和最低阶的外部方程，这是在无粘霍尔-MHD行波方程，是完全可积的。我们表明，内部和外部的解决方案相匹配，这使我们能够构建一个家庭的一致有效的连续的复合解决方案，成为不连续的扩散消失时。
2013-11-20 physics.plasm-ph
Density jump as a function of magnetic field for collisionless shocks in pair plasmas: the perpendicular case
在没有频繁的二元碰撞等离子体各向同性，磁流体动力学（MHD）的朗肯-Hugoniot跳跃条件的实现无碰撞冲击是不平凡的。特别是，外部磁场的存在可以允许稳定的各向异性，这意味着一些偏离各向同性MHD跳跃。这种各向异性在磁场方面的函数依赖性尚待确定。通过假设等离子体通过冲击波阵面的动力学历史，我们最近设计了一种下游各向异性的理论，因此在平行冲击的场强方面存在密度跳跃[J. Plasma Phys.（2018），vol. 84，905840604]。这里，我们将分析扩展到垂直激波的情况。我们仍然发现，该领域减少了密度跳跃，但效果是不太明显，比在平行的情况下。
2019-05-20 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.SR
Resistive diffusion and radiative cooling effects in magnetized oblique shocks
本文在COBRA脉冲功率装置上通过铝爆炸丝阵列产生超阿尔芬速度等离子体流，经有角度障碍物偏转形成垂直型磁化斜激波，实验发现其激波角更浅、密度压缩更高，需用同时包含电阻扩散和辐射冷却的模型才能解释。
2025-08-18 physics.plasm-ph
Relativistically Magnetized Collisionless Shocks in Pair Plasma: I. Solitons, Chaos, and Thermalization
本文提出相对论性磁化无碰撞激波的新理论模型，揭示其耗散源于准周期孤子结构中轨道混沌而非集体等离子体作用，并恢复Rankine-Hugoniot条件、推导熵产生率与热化过程。
2025-05-06 astro-ph.HE nlin.CD physics.plasm-ph
Slow Shock Formation Upstream of Reconnecting Current Sheets
探讨了重连流层上游区域慢激波的形成、发展和影响。在磁流体动力学（MHD）磁重联模拟的上游区域以及{ \it kglobal}动力学宏观模拟模型的类似模拟中，慢激波已被证明。因此，它们是预热注入电流层的等离子体的候选机制，这些电流层有助于太阳耀斑中的磁能释放。特别令人感兴趣的是它们在产生耀斑中电子的热成分方面的潜在作用。在多岛重联过程中，重联电流层中磁通绳的形成和合并驱动了上游区域的等离子体流动和压力扰动。这些压力扰动变陡成慢激波，沿磁场的重联分量传播，并满足预期的朗肯-雨果尼奥跳跃条件。等离子体加热来自于冲击和平行电场的压缩，平行电场的发展是为了保持动力学系统中的电荷中性。在较低的等离子体$β$处，激波较弱，激波陡化缓慢。虽然这些上游慢冲击是内在的多岛重联的动力学，其贡献的电子加热仍然相对较小的费米反射和平行的电场，绑定的重联流出相比。
2021-12-09 physics.plasm-ph physics.space-ph
Density jump as a function of magnetic field strength for parallel collisionless shocks in pair plasmas
无碰撞激波遵循朗肯-雨果纽跳跃条件，达到很好的近似。然而，对于平行于磁场传播的激波，磁流体力学指出激波的性质与磁场强度无关，而最近的Particle-in-Cell模拟揭示了这种激波在无碰撞状态下的磁流体力学行为的显著偏离。发现这种偏离是由下游压力中的场驱动各向异性引起的，但这种各向异性对场强的函数依赖性尚未确定。在这里，我们提出了一个非相对论模型的等离子体演化通过冲击波阵面，允许推导的下游各向异性的场强。我们的方案假设双绝热演化的一对等离子体通过冲击波阵面。因此，垂直温度是守恒的。如果产生的下游是稳定的，那么等离子体保持在这种状态。如果不稳定，它会向消防水管稳定性阈值迁移。在这两种情况下，守恒方程，连同有关的假设上的温度，允许一个完整的确定的下游各向异性的场强。
2018-10-16 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.SR
