Electrostatic dust-acoustic rogue waves in an electron depleted dusty plasma
在理论上首次观测到了电子耗尽非磁化相反极性尘埃等离子体系统中巨尘埃声波Rouge波的形成。非线性薛定谔方程（通过利用约化微扰法导出）已被解析和数值分析，以确定基本特征（即，高度、厚度和调制不稳定性等）的DARW。研究结果有助于了解这些胭脂波的基本性质，并可预测在中间层、土星F环和彗星大气等电子耗尽的非磁化相反极性尘埃等离子体系统中可能形成胭脂波。
2019-09-26 physics.plasm-ph
Linear dust acoustic waves in inhomogeneous dusty plasmas with dust grains having power law size distribution
从理论上研究了非磁化非均匀尘埃等离子体中尘埃密度不均匀性和尘埃粒度分布对线性尘埃声波传播的影响。两种不同类型的波模式，即慢模式和快模式，被发现在这种非均匀介质中传播。结果表明，DA波的线性频散特性受DSD和密度不均匀性的影响很大。此外，它被发现，相速度增加与粉尘密度的增加。
2020-03-04 physics.plasm-ph
Propagation of finite amplitude electrostatic disturbances in an inhomogeneous magnetized plasma
本文用1D 2 V开边界Vlasov-Ampere程序详细研究了有限振幅电磁扰动在非均匀磁化等离子体中的传播。该代码被应用于研究传播的外部驱动的电磁信号，本地化在一个边界的集成间隔，通过一个给定的平衡等离子体配置与不均匀的等离子体密度和磁场。
2004-10-21 physics.plasm-ph
Neutrino-driven electrostatic instabilities in a magnetized plasma
本文考虑了中微子束对Trivelpiece-Gould模的不稳定作用，假设在磁化等离子体中的静电扰动是由电子在中性离子背景中组成的，通过电-弱相互作用产生的有效中微子力耦合到中微子种上.磁场被发现显着提高线性不稳定性增长率，计算超新星II型环境。在形式上，对于波矢平行或垂直于磁场的情况，用适当的Trivelpiece Gould频率代替等离子体频率，从未磁化的情况得到不稳定性增长率。还得到了与斜传播相关的增长率。
2017-12-15 physics.plasm-ph
Electrostatic dust-acoustic envelope solitons in an electron depleted plasma
利用约化微扰方法建立了标准非线性薛定谔方程，研究了由极性相反的尘埃颗粒和超热正离子组成的电子耗尽非磁化尘埃等离子体系统中静电尘埃声波的传播、调制不稳定性以及局域静电包络孤子的形成.相关的物理等离子体参数（即，正负尘埃粒子的电荷、质量、数密度、正离子的超热性等）对认识粉尘声波的稳定性条件具有重要意义。本文的研究有助于理解实验室和空间环境中与尘埃声波相关的尘埃声包络孤子的形成机制。
2020-08-24 physics.plasm-ph
Strong Electromagnetic Waves Propagation in an Electron-Positron-Ion Plasma
本文主要研究了三分量非磁化等离子体中电子-正电子-离子对强短电磁波包驱动的静电尾场的影响。描述驱动静电尾场的方程以非线性微分方程组的形式给出。该系统的解决方案进行了数值计算和结果显示图形。
2002-07-11 physics.plasm-ph
Broadband wide-angle absorption enhancement due to mode conversion in cold unmagnetized plasmas with periodic density variations
本文从理论上研究了在具有周期性空间密度变化的冷、非磁化和分层等离子体中，p偏振电磁波到纵向等离子体振荡的模式转换和相应的共振吸收。我们考虑正弦密度配置，其中模式转换发生的频带很好地包括在一维等离子体光子晶体的传输带内。我们计算模式转换系数，它衡量的电磁波能量吸收到等离子体的分数，和磁场强度的空间分布的波的频率和入射角的不同值，使用模式转换的不变嵌入理论。我们发现，由于模式转换和光子能带结构之间的相互作用，吸收在很宽的频率和入射角范围内大大增强。增强的发生是因为对于传输频带内的频率，波反射被强烈抑制，并且波更深地穿透到非均匀区域中，从而增加了它们到达介电常数消失的许多谐振点的可能性。
2016-02-19 physics.plasm-ph
Bending of solitons in weak and slowly varying inhomogeneous plasma
本文研究了在弱缓变非均匀离子密度存在下，离子声孤子在非磁化等离子体中传播时，孤子在二维平面内的弯曲。利用约化微扰技术，在选定的未微扰离子密度分布下，得到了修正的Kadomtsev- Petviashvili方程.方程的精确解表明，孤立波的相位被一个与未扰动的非均匀离子密度有关的函数改变，使孤立波在二维平面内弯曲，而孤立波的振幅保持不变
2018-06-12 nlin.SI physics.plasm-ph
High current ion beam formation with strongly inhomogeneous electrostatic field
提出了一种新的方法来开发能够形成具有以前无法达到的强度的离子束的提取系统。非均匀加速场的使用允许显著提高离子束形成效率。在不增加加速电压和减小极间距离的情况下，仅通过改变电极的形状来实现电场大小的增加。比较了一种新型的萃取系统和一种最常用的传统的扁平萃取系统。新电极几何形状的使用允许增加在连续波模式下操作的强束源中的电极的寿命。对于电子回旋共振离子源，结果表明，形成高质量的离子束的电流密度大于$1\:A/cm^2$的可能性。
2020-09-06 physics.plasm-ph
An implicit, conservative and asymptotic-preserving electrostatic particle-in-cell algorithm for arbitrarily magnetized plasmas in uniform magnetic fields
本文提出一种适用于均匀磁场中任意磁化等离子体的隐式、守恒且渐近保持的静电PIC算法，通过新的粒子推进方案实现远超回旋周期的大时间步长，在保持能量和电荷精确守恒的同时获得数量级计算加速。
2023-03-27 physics.comp-ph physics.plasm-ph
Particle-in-cell simulation study of a lower-hybrid shock
利用粒子模拟方法研究了磁化高压等离子体在低压环境中的膨胀过程。磁场垂直于等离子体的膨胀方向，粒子之间的二元碰撞不存在。膨胀的等离子体变陡成准静电激波，由低杂波（LH）维持。双极电场指向膨胀方向，它与背景磁场一起引起电子的快速E交叉B漂移。漂移的电子改变了背景磁场，导致LH激波堆积。磁压梯度力加速了LH激波之前的环境离子，将环境等离子体和LH激波之间的相对速度降低到约为受冲击的LH波的相速度，将LH激波转化为非线性LH波。在磁化等离子体中，静电势的振荡比在其他条件相同的非磁化等离子体中具有更大的振幅和波长。漂移电子的能量损失导致LH激波比未磁化等离子体中的慢。
2016-09-12 physics.plasm-ph
The General Solution to Vlasov Equation and Linear Landau Damping
本文导出了均匀非磁化等离子体中电子静电波的线性化弗拉索夫方程的一般解。从这个解决方案产生的准线性扩散系数是一个连续的函数的欧米茄相反，来自传统的弗拉索夫治疗。一般解也等价于等离子体正常振荡的朗道处理，因此导致了著名的朗道阻尼。
2015-10-14 physics.plasm-ph
Electrostatic shock dynamics in superthermal plasmas
用解析和数值方法研究了离子声激波在非热等离子体中的传播。考虑了非磁化的无碰撞电子-离子等离子体，其特征在于超热（非麦克斯韦）电子分布，其由$κ$ -（kappa）分布函数建模。采用多尺度方法，它表明，低振幅冲击的动力学模型的混合Korteweg-de Vries - Burgers（KDVB）方程，其中的非线性和色散系数的$κ$参数的函数，而耗散系数是离子粘度的线性函数。所有相关的冲击参数取决于$κ$：从一个纯麦克斯韦行为的偏差更高诱导冲击更窄，更快，更大的振幅。KDVB方程的扭结形解决方案对外部扰动的稳定性配置文件进行了研究，发现的冲击的空间配置文件依赖于和色散和耗散之间的相互作用的作用被阐明。
2011-12-29 physics.plasm-ph
Screened Coulomb potential in a flowing magnetized plasma
使用线性响应理论计算了具有磁化离子的复杂等离子体中移动尘埃颗粒的静电势，从而扩展了我们以前对非磁化等离子体的工作[P.Ludwig et al.，14，053016（2012）]。除了磁场，我们的方法占一个有限的离子温度以及离子中性碰撞。我们最近推出的代码\texttt{Kielstream}是用于有效的计算的尘埃潜力。增加离子的磁化强度，我们发现势的形状主要取决于马赫数$M$。在亚音速离子流（$M<1$）的制度，强磁化引起的电位分布是从非磁化的限制定性不同，而对于$M>1$的磁场有效地抑制等离子体尾场。
2014-07-07 physics.plasm-ph
Modification of the formation of high-Mach number electrostatic shock-like structures by the ion acoustic instability
利用一维和二维粒子模拟方法研究了高马赫数下非磁化静电激波结构的形成。这些结构是通过两个相同的等离子体云的碰撞产生的，这些等离子体云由质量比为250的同等热的电子和离子组成。将碰撞速度相对于等离子体的初始离子声速的马赫数设定为4.6。这种高的马赫数使这种结构的形成延迟数十个逆离子等离子体频率。在1D模拟中观察到一对稳定的冲击状结构，这对结构逐渐演变为静电冲击。离子声不稳定性，它可以在2D模拟，但不是在1D的一个，竞争的非线性过程，产生这些结构。倾斜的离子声波使它们的电场破碎。大部分离子改变其速度的过渡层变宽，并且它们的速度变化减小。双层-冲击混合结构的发展。
2013-10-07 physics.plasm-ph
Nonlinear electrostatic oscillations in a cold magnetized electron-positron plasma
本文用解析法和模拟方法研究了冷磁化电子-正电子等离子体中非线性静电振荡的时空演化。使用微扰的方法，我们证明了非线性的解决方案显着改变时，纯静电模式被激发在线性水平，而不是一个混合的上混合和零频率模式，被认为是在最近的研究。纯静电振荡经历非线性相位混合。然而，磁场的存在下显着延迟相混合相比，在相应的未磁化等离子体中观察到的。使用1D PIC模拟，然后我们详细分析了纯振荡的主模式的阻尼，并推断相位混合时间对磁场和振荡幅度的依赖性。这一结果与上述混合上混合模的结果有很大的不同。利用电子-p等离子体的对称性，我们然后解释了我们的非线性解决方案的广义对称性。对称性使我们能够构建一个独特的非线性解决方案，不显示任何签名的相位混合，但结果在一个非线性波在上混合频率。我们的研究与实验室/天体物理e-p等离子体有关。
2017-10-01 physics.plasm-ph
3D Electron Fluid Turbulence at Nanoscales in Dense Plasmas
我们对非磁化的热稠密等离子体中纳米尺度的电子流体湍流进行了三维非线性流体模拟，其中波函数和静电势之间的模式耦合与潜在的电子等离子体振荡（EPOs）有关，导致惯性范围内的非线性级联。虽然波函数级联朝向更小的长度尺度，静电势遵循逆级联。我们发现，从我们的模拟，量子衍射效应与玻姆势起着至关重要的作用，在确定的惯性范围内的湍流谱和随后的运输水平所表现出的三维EPOs。
2008-07-11 physics.plasm-ph physics.space-ph
Charge Fluctuation of Dust Grains and its Impact on Dusty Wave Propagation
本文研究了尘埃电荷涨落对尘埃离子声波阻尼的影响。本文研究了非磁化等离子体中纵向静电波的流体近似。我们表明，对于弱声波的衰减取决于一个唯象充电系数。
2003-12-10 physics.plasm-ph physics.space-ph
Effect of Landau damping on ion acoustic solitary waves in a multi-species collisionless unmagnetized plasma consisting of nonthermal and isothermal electrons
导出了考虑Landau阻尼效应的Korteweg-de Vries（KdV）方程，研究了弱非线性、弱色散离子声波在由两种不同种类的电子和暖绝热离子组成的无碰撞非磁化等离子体中的传播.较热的高能电子物种遵循凯恩斯等人的非热速度分布。保留信函22，2709（1995）]，而较冷的电子物种服从玻尔兹曼分布。发现该KdV型演化方程的非线性项系数在不同的参数平面上沿不同的曲线族为零。在这种情况下，修改的KdV（MKdV）方程，包括朗道阻尼的效果有效地描述了离子声波的非线性行为。我们还观察到，在参数平面上，包含Landau阻尼效应的KdV和MKdV类演化方程的非线性项的系数沿一族曲线同时等于零。在这种情况下，我们推导出一个进一步修改的KdV（FMKdV）方程，包括朗道阻尼的影响来描述离子声波的非线性行为。实际上，在不同的参数空间区域中，已经导出了不同的包含Landau阻尼效应的修正KdV类演化方程来描述离子声波的非线性行为。本文应用Ott & Sudan [Phys. Fluids 12，2388（1969）]的方法求出了具有非线性项$(ϕ^{(1)})^{r}\frac{\partial ϕ^{(1)}}{\partial ξ}$的发展方程的孤波解，其中$ϕ^{(1)}$是一阶扰动静电势，$r =1,2,3$是一阶扰动静电势。我们发现对于所有的$r =1,2,3$，孤立波解的振幅都随时间减小…
2018-10-30 physics.plasm-ph
Nonlinear development of electron-beam-driven weak turbulence in an inhomogeneous plasma
本文给出了非均匀非等温等离子体中电子注作用下朗缪尔波和离子-声波湍流的自洽描述。对非均匀非磁化等离子体，给出了电子、朗缪尔波和离子-声波动力学方程的完整数值解。结果表明，非均匀性的存在显著改变了系统的整体演化。这种不均匀性可以有效地改变朗缪尔波的波数，从而可以在不同的弱湍流状态之间切换。结果可以应用到各种等离子体条件下，我们选择太阳日冕参数作为例子，在进行数值分析。
2019-03-20 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.plasm-ph
Phase space dynamics of unmagnetized plasmas: collisionless and collisional regimes
本研究通过欧拉静电动力学模拟，利用傅里叶-埃尔米特变换分析无磁化等离子体的相空间自由能传递，揭示了无碰撞与碰撞机制下自由能级联的差异，并推导了含碰撞耗散的精确守恒定律。
2023-10-11 astro-ph.IM physics.plasm-ph
Mode conversion and laser energy absorption by plasma under an inhomogeneous external magnetic field
本文用粒子模拟方法研究了在非均匀外磁场中高频激光与等离子体的相互作用。研究表明，激光以非寻常波（X波）的形式进入等离子体内部，其电场振荡方向垂直于外磁场和传播方向，当激光穿过等离子体时，由于外磁场的不均匀性，其色散特性发生变化。我们的研究表明，X波的电磁能量被转换为静电模式，因为它遇到上混合（UH）共振层。在演化的后期，这种静电波破裂并将其能量转化为电子动能。我们的研究揭示了两个额外的过程中涉及的衰减静电模式在UH共振层。我们已经表明，静电模式的能量也转换成低频低杂波模式和高频电磁谐波辐射的谐振层。研究和分析了能量转换过程与外加磁场梯度的关系。
2022-01-13 physics.plasm-ph
Lagrangean description of nonlinear dust--ion acoustic waves in dusty plasmas
本文提出了一个描述由电子、离子和惯性尘埃颗粒组成的非磁化、无碰撞三组分等离子体中非线性尘埃离子声波传播的解析模型。该制剂依赖于拉格朗日方法的等离子体流体模型。研究了振幅的调制稳定性。不同类型的本地化信封静电激励存在。
2004-03-22 physics.plasm-ph physics.space-ph
A new low-frequency backward mode in inhomogeneous plasmas
当电磁横波在不均匀等离子体中传播时，当其电场具有背景密度梯度方向的分量时，由于密度梯度的存在，在各层等离子体中会出现电荷不平衡。由于这个原因，在波矢量的方向上出现了一些附加的纵向电场分量。这种纵向场可以与通常的静电纵向扰动耦合，如离子声波、电子朗缪尔波和离子等离子体波。结果，这些标准静电波被修改，除此之外，出现了全新的低频模式。本文讨论了普通电子-离子和成对等离子体中离子声波耦合和修正的一些基本特征以及新模式的性质。
2014-08-06 physics.plasm-ph
Electrostatic solitary waves in dusty pair-ion plasmas
本文研究了大振幅和小振幅扰动下，静电波在非磁化、无碰撞、带固定正电荷尘埃的成对离子等离子体中的传播。利用双流体模型，研究了尘埃对离子等离子体中的两种线性离子模，即“快”波和“慢”波。研究了不同质量$(m)$和温度$(T)$的正负离子比以及不动带电尘埃$(δ)$对这些波模的影响。对于大振幅波，赝势方法进行，而标准的约化微扰技术（RPT）被用来研究小振幅Korteweg-de Vries（KdV）孤子。数值研究了在上述系统参数下赝势、大振幅孤子的分布以及KdV孤子的动力学演化。研究发现，在尘埃粒子为正电荷的情况下，对离子等离子体中只有负电势的孤波才能传播。这些结果对于实验室尘埃对离子等离子体、无电子工业等离子体以及电子密度与负离子相比小得可以忽略不计的空间等离子体中慢波的激发和观测都是有用的。
2013-10-13 physics.plasm-ph
Undamped electrostatic plasma waves
本文研究了无碰撞非磁化电子等离子体中的静电波，其电子平衡速度分布函数稍偏离麦克斯韦分布函数。感兴趣的是无阻尼波，其是非线性激励的小振幅极限，例如电子声波（EAW）。一个偏差组成的一个小平台，一个区域的零速度导数的宽度，是一个非常小的分数的电子热速度，示出引起新的无阻尼模式，在这里被命名为{ \it角模式}。平台的存在关闭了朗道阻尼，并允许在平台内以相速度振荡。这些无阻尼波是在$(k,ω_{_R})$平面（$ω_{_R}$是波频率的实部，$k$是波数）的宽区域中获得的，远离基于麦克斯韦方程的朗缪尔波和EAW的公知的“拇指曲线”。非线性Vlasov-Poisson模拟结果证实了这些模式的存在。它还表明，由肥的尾部的分布移动的拇指曲线的根向较低的$k$值和斩波的尾部移动它们向较高的$k$值引起的偏差。此外，经验法则获得评估如何存在的高原转移根的拇指曲线。建议解释静电波的实验观测，如最近在非中性等离子体。
2012-06-15 physics.plasm-ph
Parametric study of non-relativistic electrostatic shocks and the structure of their transition layer
在实验室等离子体中经常观察到非相对论性静电非磁化激波，它们很可能存在于天体物理等离子体中。它们的最大速度，表示在远上游的冲击离子声速的单位，只取决于电子-离子的温度比，如果二进制碰撞是不存在的。这种冲击的形成和演变的研究在这里广泛的冲击速度与粒子在细胞（PIC）模拟。电子和重400倍的离子的初始温度是相等的。激波在电子时间尺度上在马赫数1.7和2.2之间形成。在数十个逆离子等离子体频率之后形成马赫数高达2.5的激波。随着马赫数的增加，激波反射离子束的密度增加，穿过激波的离子数减少，导致下游区域在其静止坐标系中的较慢膨胀。该离子束所占据的间隔相对于远上游处于正电势上。即使在没有电子束不稳定性的情况下，这种电势也会在冲击前预热电子，并使冲击前的前震中的电子温度与远上游等离子体中的电子温度相差很大。激波的有效马赫数因电子加热而减小。这种效应可能会稳定与超新星遗迹（SNR）冲击一样快的非相对论静电冲击。
2013-04-24 physics.plasm-ph
Non-modal kinetic theory of the stability of the compressed-sheared plasma flows generated by the inhomogeneous microscale turbulence in the tokamak edge plasma
本文发展了托卡马克边缘等离子体中由非均匀微湍流产生的二维压缩-剪切中尺度流稳定性的非模态动理论，推导出控制静电势Fourier模的积分方程，并揭示了动理学漂移不稳定性中电势随时间非模态转变为零频胞状扰动。
2023-01-09 physics.plasm-ph
Analytical Properties of Linear Electrostatic Waves in Two-Component Quantum and Classical Plasmas
我们研究了线性静电波的性质，在非磁化量子和经典等离子体组成的一个或两个人口的电子与解析易处理的分布函数中存在一个固定的中和离子背景。从动力学量子等离子体的纵向磁化率，我们评估的影响，由于背景分布函数的复杂性增加。首先，我们分析了单组分等离子体中的色散和朗道阻尼，并考虑了具有各种解析性质的分布函数：Dirac δ函数，具有两个复一阶极点的Cauchy分布，具有两个二阶极点的平方Cauchy分布，以及具有四个一阶极点的逆四次分布;我们还简要讨论了非亚纯的完全退化和任意退化的Fermi-Dirac分布。为了研究静电不稳定性，然后我们转向等离子体与两个群体的电子流相对于彼此在两种情况下：一个对称的情况下，两个逆流相同的人口和一个凸点的情况下，一个主要的人口和一个三角函数束。我们得到相应的线性动力学色散关系和评估的不稳定性时，电子分布函数的δ函数，柯西，平方柯西，或逆四次类型的属性。与其他研究一致，我们发现，一般来说，量子效应减少波长范围的不稳定模式在长波长。我们还发现了第二个窗口的不稳定性在较短的波长，并阐明其性质是由于量子反冲。我们注意到实验室和天体物理量子等离子体研究的可能影响。
2018-07-04 physics.plasm-ph
Kinetic fluctuations in the inhomogeneous plasma
利用Langevin方法和多尺度技术，建立了碰撞等离子体时空非局域涨落的动力学理论。在局部平衡中，导出了Callen-Welton定理的推广形式。结果表明，不仅耗散，而且时间和空间的色散导数决定的静电场波动的频谱线的幅度和宽度，以及形状因子。对于非均匀等离子体，出现了显著差异。在动力学机制中，形状因子比静电场波动的谱函数对空间梯度更敏感。由于不均匀性，这些特性变得不对称的频率符号的反转。峰值幅度的差异可能成为诊断等离子体中缓慢时间和空间变化的新工具。
2004-10-14 physics.plasm-ph
The ion acoustic instability of the cylindrical inhomogeneous helicon discharge plasma with rotating electrons
本文建立了柱对称螺旋波产生的圆柱形等离子体微观不稳定性的动理学理论，揭示了电子角向稳态旋转新效应，推导了相关积分方程与色散方程，并得到高频离子声不稳定性的解析解。
2022-06-24 physics.plasm-ph
Lagrangean formulation of ion- and dust-ion-acoustic waves
本文采用一般的无碰撞流体模型研究了非磁化尘埃等离子体中离子声模的传播。欧拉-拉格朗日变量变换导致一个新的演化方程系统，它可以被组合成一个单一的（相当复杂的）方程的平均离子密度。线性和弱非线性振荡制度进行了研究，并研究其调制稳定性。这项研究扩展了已知的电子或离子声静电等离子体模式的拉格朗日描述以前的结果。与尘埃离子声波在尘埃等离子体中传播的描述的相关性也进行了讨论。
2004-10-14 physics.plasm-ph
Wave Propagation in Periodic Plasma Media: A Semiclassical Approach
本文采用半经典波包近似研究非磁化周期等离子体中的电磁波传播，揭示运动方程中的 Berry 效应及其偏振旋转与 Hall 效应表现，并推广至非均匀等离子体。
2024-02-26 cond-mat.soft physics.plasm-ph
The ion cyclotron parametric turbulence and anomalous convective transport of the inhomogeneous plasma in front of the fast wave antenna
建立了快波天线前非均匀电场驱动的非均匀等离子体离子回旋（IC）静电参数不稳定性理论。据发现，参数IC湍流和漂移湍流的空间不均匀性是在流动的起源，其中运输的大部分FW功率，沉积到基座等离子体，刮除层，后来的偏滤器主要沿场线。
2021-03-03 physics.plasm-ph
Nonlinear saturation of the Weibel instability
由于韦伯不稳定性（WI）引起的磁场的增长和饱和对实验室和天体物理等离子体具有重要意义，近年来引起了人们极大的兴趣。由于WI可以从没有初始场产生大的磁场，因此所实现的最大幅度可以对许多应用具有显著的后果。因此，详细的动力学驱动WI的非线性饱和的理解是重要的。这项工作考虑了WI的非线性饱和时，逆流人口最初未磁化的电子被扰动的磁场取向垂直于流的方向。以前的工作已经发现磁捕获是重要的，并连接电子趋肤深度空间尺度的WI的非线性饱和。[2]本工作中的结果与高温情况下的结果一致。然而，使用高阶连续动力学模拟工具，这项工作表明，当电子的人口更冷，一个显着的静电势的发展，与磁场创建势阱。静电场的发展，由于横向流动的WI，并在某些情况下，加强了二次不稳定性。这一领域起着关键作用的饱和度的WI较冷的人口。静电势在韦伯不稳定性饱和中的作用以前没有详细研究过。
2017-10-02 physics.plasm-ph
Shear Waves in an inhomogeneous strongly coupled dusty plasma
利用广义流体力学方程研究了静电横向剪切波在强耦合尘埃等离子体中的传播特性。在通常的动力学极限下，所得方程与零能薛定谔方程相似。这有助于获得一些精确的本征模的解决方案，在两个carbohydrate和圆柱形的几何形状，某些非平凡的密度分布。相应的速度分布和离散的本征频率得到几个有趣的情况和它们的物理讨论。
2013-10-29 physics.plasm-ph
Three-dimensional structure and stability of discontinuities between unmagnetized pair plasma and magnetized electron-proton plasma
本文通过三维PIC模拟研究未磁化正负电子对等离子体与磁化电子-质子等离子体间断面，揭示电磁脉冲、丝化及Rayleigh-Taylor型不稳定性共同导致对等离子体减速压缩，从而为相对论性喷流准直提供关键机制。
2023-06-09 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Kinetic Electrostatic Electron Nonlinear (KEEN) Waves and their Interactions Driven by the Ponderomotive Force of Crossing Laser Beams
我们已经发现，使用一维周期性的Vlasov-Poisson模拟，新的非线性，非平稳，稳定，长寿，相干结构的相空间，称为动力学静电电子非线性（KEEN）波。在一个特定的频率和波数下，在被认为存在于电子等离子体和电子声波频率之间的带隙内，在短时间内被驱动，KEEN波被认为是自洽形成的，并持续数千个等离子体周期。KEEN波由4个或更多个重要的锁相谐波模式组成，这些模式只有在足够强的驱动下才会持续存在。当两个或多个不同频率的信号被顺序驱动时，它们也会合并。然而，最终出现的稳定KEEN状态对它们的相对激发顺序高度敏感。KEEN波也与电子等离子体波（EPW）相互作用非常强烈，特别是当它们的谐波接近于在相同k下与EPW频率共振时。通常的假设是，只要在非磁化等离子体中存在足够大幅度的相干激光能量，电磁波和小行星辐射是电磁能量可以相干相互作用的唯一波，这一假设可能需要重新考虑。
2012-10-30 math-ph math.MP nlin.AO
Second harmonic generation by radially polarized laser beam propagating in homogeneous plasma
本文解析并通过 FBPIC 模拟验证径向偏振激光在均匀未磁化等离子体中的 SHG，揭示电流密度、失谐长度及近轴增强机制。
2025-09-01 physics.comp-ph physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Expansion of a radial plasma blast shell into an ambient plasma
采用粒子模拟方法对径向爆炸弹在等离子体中的膨胀过程进行了模拟。未磁化的等离子体由电子和质子组成。静电冲击的形成和演变进行了观察，这是由离子声孤立波的冲击后等离子体中的爆炸壳离子的束上生长的尾随。尽管最初的径向对称流出，孤立波成为扭曲和纠缠，因此，他们打破了径向对称的流动。波及其与冲击环境离子的相互作用减慢了爆炸壳质子的速度，并使冲击后等离子体更接近平衡。
2017-08-26 physics.plasm-ph
Anomalous convective transport of the tokamak edge plasma, caused by the inhomogeneous ion cyclotron parametric turbulence
本文研究了极向剪切下基座等离子体中空间非均匀静电离子回旋参数微湍流驱动的对流中尺度流动的动力学和流体力学理论。发展的动力学理论预测剪切极向对流的产生，和径向压缩流与径向流速梯度。发达的流体动力学理论的对流揭示了径向压缩对流的密度梯度随时间呈指数增长的陡峭的基座密度分布的形成中的主导因素。这种梯度密度的增长受到基座等离子体向刮除层的径向振荡离子流出的限制。
2022-06-07 physics.plasm-ph
Similarity for downscaled kinetic simulations of electrostatic plasmas: reconciling the large system size with small Debye length
针对等离子体动力学模拟中小德拜长度与大系统尺寸难以调和的问题，提出一种相似性方法，通过标度配置空间和人工碰撞率保留宏观输运物理并维持微观尺度，且在两种等离子体输运场景中验证了实用性。
2025-03-11 physics.plasm-ph
Drift-Alfven instabilities of a finite beta plasma sheared flow along a magnetic field with inhomogeneous ion temperature
本文研究了具有可比的非均匀离子温度和均匀电子温度的有限β等离子体在磁场排列（平行）剪切流中的漂移-阿尔芬不稳定性。在数值求解静电势和电磁势方程组的基础上，定量地讨论了不稳定性的发展。结果发现，占电磁离子动力学响应，这通常被忽略了在现有的讨论中的漂移阿尔芬不稳定性的稳定等离子体，揭示了新的漂移阿尔芬不稳定性驱动的离子温度梯度，流速剪切，和离子朗道阻尼的耦合作用。激发的不稳定波具有沿磁场方向的相速度和离子的热速度，以及与频率相当的增长率。
2020-05-19 physics.plasm-ph
Invariant imbedding theory of mode conversion in inhomogeneous plasmas. II. Mode conversion in cold, magnetized plasmas with perpendicular inhomogeneity
本文将非均匀介质中耦合波传播的不变量嵌入理论的一个新版本应用于冷、磁化和分层等离子体中高频电磁波到静电模的模式转换。考虑了外加磁场垂直于非均匀性方向且电子密度分布为线性的情况。得到了非均匀等离子体中模式转换系数、反射率以及波电场和波磁场分布的精确结果。详细研究了模式转换现象与外加磁场大小、入射角和波频率的关系。
2006-02-23 cond-mat.other physics.plasm-ph
Head-on collision of ion acoustic shock waves in collisionless plasma with pair-ions and electrons
研究了由正负离子和电子组成的非磁化无碰撞等离子体系统中离子-声冲击波（IASW）的迎头碰撞及其对冲击波（单调和振荡）形成和相移的影响。孤子解是从双侧Korteweg-de Vries Burger（KDVB）方程导出的。采用扩展的Poincare-Lighthill-Kuo（ePLK）方法得到KdVB方程。假设负离子是不动的，电子在等离子体中遵循玻尔兹曼能量分布。等离子体的参数，如密度比和运动粘度的静电激波轮廓，相移，振幅，形成的冲击（单调和振荡），以及对孤立子的解决方案的影响进行了研究。结果表明，正负离子的密度比对冲击波的形成和碰撞后的相移起着至关重要的作用。
2018-06-06 physics.plasm-ph
Parametric instabilities of the inhomogeneous near SOL tokamak plasma, driven by the coupled effect of the high harmonic fast wave and of the ion and electron temperatures gradients, and anomalous heating of the near SOL ions
Plasma Research Center, Pusan National University（釜山国立大学等离子体研究中心）；Department of Electrical Engineering, Pusan National University（釜山国立大学电气工程系）
数值研究高谐波快波与温度梯度耦合驱动的近刮削层静电参量不稳定性，发现参量衰变产生高谐波离子回旋波和准模，导致各向异性离子加热。
2026-06-15 physics.plasm-ph
Impact of ion-electron collisions on nonlocal ion heat conduction, viscous stress, and diffusion
Imperial College, London（伦敦帝国理工学院）；First Light Fusion Ltd.（第一束聚变有限公司）
研究离子-电子碰撞对强非均匀等离子体中离子输运的影响，采用第一性原理简化动力学方法，发现其显著改变非局部热流峰值并强烈抑制非局部预热。
2026-07-28 physics.plasm-ph
Modeling fine particle (dusty) plasmas and charge-stabilized colloidal suspensions as inhomogeneous Yukawa systems
为了给细颗粒（尘埃）等离子体和胶体悬浮液的结构和相关性分析的基础上，热力学处理的宏观和微观带电粒子的绝热响应内的混合物，后者扩展到包括系统是有限的和弱不均匀的情况下。它表明，宏观粒子的有效势是由两个元素：相互Yukawa排斥和限制（吸引）Yukawa势从他们的“阴影”（宏观粒子的平均电荷密度乘以负号）。结果澄清了迄今为止所采取的两种方法之间的关系，其中任一种方法假定为抛物型单体势或平均分布假定为有限延伸的平坦。由于宏观粒子的存在极大地增强了对电荷中性的满足，因此，在其存在的区域中，平坦的静电势以及因此宏观粒子的平坦平均分布的假设预计比在该区域中的抛物线势的假设更接近现实。
2014-11-05 physics.plasm-ph
The nonmodal kinetic theory of the macroscale convective flows of magnetized plasma, generated by the inhomogeneous microturbulenc
本文提出磁化等离子体中由非均匀微观湍流产生的大尺度压缩剪切对流流动的非模态动力学理论，基于两尺度方法求解Vlasov-Poisson方程组，涵盖流动形成、反作用及等离子体响应。
2025-09-10 physics.plasm-ph
Self-organization of photoionized plasmas via kinetic instabilities
本文综述了强场光致电离非平衡等离子体通过双流、电流丝化和Weibel等动力学不稳定性实现自组织的过程，提出了生成各向异性非热稠密等离子体的实验平台，并利用飞秒与皮秒级分辨技术测量了静电波及磁场的时间演化。
2023-11-27 physics.plasm-ph
Effect of Inhomogeneous magnetic field on Plasma generation in a low magnetic field helicon discharge
通过改变螺旋天线附近的低轴向磁场梯度，研究了螺旋等离子体放电的电离效率。最高的等离子体密度被发现为一个最可能的发散场附近的天线保持其他操作条件不变。轴向波数的测量和径向波数的估计表明螺旋波沿共振锥边界的斜模式传播。螺旋波在共振锥角边界附近的传播可以激发静电涨落，静电涨落随后可以在等离子体中沉积能量。这个过程已经被证明是负责在低场螺旋放电，其中的螺旋波传播在一个角度相对于所施加的均匀磁场的密度峰值。当在源中施加发散的磁场时，由于在天线的近场中可获得宽范围的磁场值，所以可以基于螺旋天线的多模式激励的多谐振来解释增加的效率。
2019-01-10 physics.plasm-ph
Quasilinear theory for inhomogeneous plasma
本文提出了经典等离子体与非均匀湍流相互作用的准线性理论。粒子哈密顿量保持一般性;例如，相对论，电磁和引力效应被包含在内。从Klimontovich方程导出了一个Fokker-Planck方程，用于描述缀饰的“振荡中心”分布，并同时捕获了准线性扩散、与背景场的相互作用和有质动力效应。局部扩散系数明显为半正定。波被允许离壳（即不受色散关系的约束），并且Balescu-Lenard型的碰撞积分以不限于任何特定哈密顿量的形式出现。这个算子保持了粒子、动量和能量的守恒，并且像往常一样，它也满足H定理。作为一个副产品，微观波动的频谱的一般表达式。对于满足准线性波动力学方程的壳层波，该理论保持了波-等离子体系统的动量和能量。与标准版本的QLT不同，非共振波的作用也是守恒的。本文将Dewar的静电湍流振荡中心QLT（1973，Phys. Fluids 16，1102）作为一个特例进行了形式证明，并给出了简明的公式。作为例子，还讨论了相对论电磁和引力相互作用，并提出了引力波的QLT。
2022-08-09 physics.plasm-ph
Dynamics of the wakefield of a multi-petawatt, femtosecond laser pulse in a configuration with ultrarelativistic electrons
在非磁化等离子体中，由多拍瓦，飞秒，煎饼形状的激光脉冲的尾场激发的解析和数值描述的制度与超相对论电子抖动速度，当等离子体电子几乎被驱逐出脉冲区域。这是第一次在流体理论中实现。设计了一种新颖的数学模型，与使用激光场包络和有质动力引导中心平均的标准方法相反，该模型不会因非常强的泵浦强度而崩溃。这是通过采用三个时间尺度的描述来实现的，其中中间尺度与电磁波的非线性相位以及其波前的弯曲相关联。脉冲的演变和它的静电尾流的研究，在一个二维的几何形状，与斑点直径\geq 100微米的数值解。它表明，最佳的初始脉冲长度需要略大于1微米（1-2振荡），建议由简单的分析本地估计，因为非本地等离子体响应往往会拉伸非常短的脉冲。
2014-07-30 physics.plasm-ph
Time-Domain Benchmark Solutions for Bernstein Waves
Max Planck Institute for Plasma Physics（马克斯·普朗克等离子体物理研究所）；TUM School of Natural Sciences（慕尼黑工业大学自然科学学院）
本研究将半解析时域求解方法扩展到含均匀磁场的等离子体，应用于静电离子-伯恩斯坦密度响应并给出误差估计，为有限-$k_\batchl$区域模拟代码验证提供时域基准，还指出其向全电磁问题的扩展方向。
2026-08-14 physics.plasm-ph
