Plasma hydrodynamics from mean force kinetic theory
该研究采用平均力动理论评估双组分等离子体的多项输运系数，通过假设排斥库仑力实现分子动力学模拟，结果在Γ≈20内与模拟吻合良好，比传统理论适用范围大100倍，为稠密等离子体流体动力学提供新方法。
2025-11-12 physics.plasm-ph
Self consistent hydrodynamic description of the plasma wake field excitation induced by a relativistic charged-particle beam in an unmagnetized plasma
本文对细长相对论电子束在非磁化过密等离子体中的传输，提出了一个自洽的非线性流体动力学理论。束粒子的轨迹以及它们的速度扩散的随机分量由各向异性温度建模，允许束动力学近似为3-D绝热膨胀/压缩。{It结果表明，即使在不存在非线性等离子体尾流力的情况下，由于绝热压缩/稀疏的非线性效应，也可以实现光束在横向上的局域化，并构造出相干定态.数值计算揭示了光束聚焦和散焦的可能性，但通过适当的调整，光束的寿命可以显着延长，从而观察到横向振荡，{类似于}热波和Vlasov动力学模型中预测的。
2017-06-30 physics.plasm-ph
Effect of Laser-Plasma Interactions on Inertial Fusion Hydrodynamics
采用一种新的方法研究了激光-等离子体相互作用（LPI）对惯性约束聚变黑腔动力学特性的影响。流体动力学和LPI之间的相互作用-特别是受激拉曼散射（SRS）和交叉束能量转移（CBET）-主要通过朗缪尔和离子声波的动量和能量沉积发生。这在空间上重新分配耦合到目标的能量，这影响背景等离子体条件，从而修改激光传播。该模型显示了减少的CBET，和显着的激光能量损耗的朗缪尔波，这减少了壁X射线发射和胶囊内爆形状的黑腔实验的建模和数据之间的差异。
2016-12-29 physics.plasm-ph
Quantum hydrodynamics for plasmas -- a Thomas-Fermi theory perspective
在流体力学框架（量子流体力学，QHD）中描述量子系统的想法可以追溯到Madelung和Bohm。虽然这样的描述形式上对于单个粒子是精确的，但是最近Manfredi和Haas [Phys. Rev. B { \bf 64}，075316（2001）]将该概念应用于多粒子系统，并且在量子等离子体团体的部分中受到高度欢迎。因此，这些方程的适用性限制往往被忽略，从而产生非物理的预测。在这里，我们证明了修改后的QHD方程的等离子体可以来自包括梯度修正的Escheras-Fermi理论。这使QHD有了坚实的基础。同时，该推导在依赖于系统维数$D$的量子（玻姆）势之前产生不同的前因子$γ=(D-2/3D)$。我们的方法允许一个确定QHD的局限性，并概述系统的改进。
2015-03-13 physics.plasm-ph
A hydrodynamic model of Alfvenic waves and fast magneto-sound in the relativistically hot plasmas at propagation parallel to the magnetic field
研究了相对论热等离子体中的阿尔文波和快磁声。本研究基于一个新的等离子体流体力学模型，该模型包含四个物质场方程：浓度场和速度场\emph{and}、平均反向相对论$γ$函子和反向相对论$γ$函子的通量。发现了三种不同的阿尔文波谱行为的温度区，对于快磁声，得到了四种不同的温度区。所有这些制度显示相当大的变化，从非相对论性制度。解析地得到了平行于外磁场传播的电磁横波的色散方程。数值分析了它们的小频率解。
2021-08-28 physics.plasm-ph
Spin Transport Hydrodynamics of Polarized Deuterium-Tritium Fusion Plasma
该研究推导了极化氘氚聚变等离子体的自旋输运方程，通过三维模拟研究其流体动力学特性，发现优化靶的自旋排列可减少极模不对称性导致的离子及中子束去极化，为惯性约束聚变提供参考。
2025-02-13 physics.plasm-ph
On "Novel attractive forces" between ions in quantum plasmas -- failure of linearized quantum hydrodynamics
在最近的一封信中[P. K。Shukla和B. Eliasson，Phys. Rev. Lett. 108，165007（2012）]报道了氢等离子体中的质子之间的新吸引力的发现，其将负责分子和质子晶格的形成。在这里，我们表明，基于从头计算密度泛函理论计算，这些预测是错误的，并导致使用线性量子流体力学超出其适用范围的限制。
2013-02-22 cond-mat.stat-mech physics.plasm-ph
Hydrodynamic, Optically-Field-Ionized (HOFI) Plasma Channels
我们目前的实验和数值模拟表明，完全电离，低密度等离子体通道可以形成由光场电离（OFI）产生的等离子体柱的流体动力学膨胀。通过轴锥透镜对氢中形成的等离子体柱的流体动力学膨胀进行模拟，显示了\unit [200]{mm}长等离子体通道的产生，其轴向密度为$n_e(0) = 1 \times 10^{17} cm^{-3}$级和斑点尺寸最低阶模式$W_M \approx 40 μm$。这些模拟表明，产生通道所需的激光能量是适度的：每厘米通道约1 mJ。通过球面透镜的实验证实了模拟结果，该实验显示了用$1.5 \times 10^{17}cm^{-3} \lesssim n_e(0) \lesssim 1 \times 10^{18} cm^{-3}$和$61 μm \gtrsim W_M \gtrsim 33 μm$形成的短等离子体通道。这种类型的低密度等离子体通道似乎非常适合作为多GeV激光等离子体加速器级，能够在高脉冲重复率下长期运行。
2019-04-19 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Characterization of discharge capillaries via benchmarked hydrodynamic plasma simulations
本研究利用经实验验证的流体等离子体模拟表征放电毛细管放电过程，揭示能量沉积特性，为等离子体加速器设计提供可靠工具。
2025-06-19 physics.plasm-ph
Microscopic model for relativistic hydrodynamics of ideal plasmas
本文从理想等离子体微观模型推导相对论流体动力学方程，引入无经典对应的新流体变量，并在平均场单极近似下给出最终方程。
2021-09-28 physics.plasm-ph
Quantum Hydrodynamics Approach to The Research of Quantum Effects and Vorticity Evolution in Spin Quantum Plasmas
本文用磁量子流体力学方法研究了自旋费米子系统在外场中的量子演化。从多粒子微观薛定谔方程出发，引入自旋-自旋和库仑修正的哈密顿量，导出了微观量子流体力学的基本方程（动量平衡方程和磁矩密度方程）.利用该方法导出了量子自旋等离子体的扩展涡度演化方程。预测了新的自旋力和自旋-自旋相互作用对费米子运动、磁矩密度演化和涡度产生的影响。研究了非线性哨声模湍流中电子内禀自旋的影响。这一结果可用于自旋多粒子系统的理论研究，特别是致密天体中的致密量子等离子体、半导体和微机械系统中的等离子体、量子x射线自由电子激光等。
2014-02-19 cond-mat.quant-gas physics.plasm-ph
Modeling hydrodynamics, magnetic fields and synthetic radiographs for high-energy-density plasma flows in shock-shear targets
采用三维FLASH辐射-磁流体动力学（radiation-MHD）模拟方法，研究了激波剪切衍生平台内的流体力学和磁场。模拟结果表明，由于反向传播的激波诱导剪切层中的旋涡和混合，通过比尔曼电池效应可以产生数十特斯拉的场。使用MPRAD的合成质子射线照相模拟和使用SPECT 3D的合成X射线图像模拟进行预测的诊断中的可观察到的功能。量化磁场在惯性约束聚变（ICF）和高能量密度（HED）等离子体中的影响是前沿研究，在基础科学和应用科学中具有深远的影响。
2019-11-20 physics.plasm-ph
Benchmarking of hydrodynamic plasma waveguides for multi-GeV laser-driven electron acceleration
本研究对流体动力学等离子体波导进行基准测试，通过精确模拟贝塞尔光束与气体靶相互作用，结合实验验证，为多GeV至100 GeV级激光等离子体加速器设计提供可靠导模结构。
2024-04-21 physics.acc-ph physics.optics physics.plasm-ph
Hydrodynamic Scaling Analysis of Nuclear Fusion driven by ultra-intense laser-plasma interactions
我们讨论了激光等离子体相互作用产生的聚变产额的标度律。发现产量作为激光功率的函数成比例。从流体动力学标度的角度导出了激光驱动聚变产额标度律的起源。我们指出，标度特性可以归因于激光功率的三项依赖性：反应速率，等离子体的密度和等离子体粒子在目标介质中的投影范围。所得的比例关系具有预测能力，使得能够估计尚未通过激光加速离子束研究的核反应的聚变产额。
2012-07-24 nucl-th physics.atm-clus physics.plasm-ph
Comment on "On Novel attractive forces between ions in quantum plasmas -- failure of linearized quantum hydrodynamics"
在最近的一篇论文中，Bonitz、Pehlke和Schoof [1]（以下简称BPS）对新发现的量子等离子体中静止试探电荷周围的Shukla-Eliasson吸引势[2，3]（以下简称SEAP）提出了一些观点。我们的目的是讨论BPS关于线性化量子流体动力学理论适用性的推理的不适当性，以及指出BSP论证中的缺陷，并建议拯救BSP的密度泛函理论和模拟，这些理论和模拟未能产生与Shukla和Eliasson [2，3]正确匹配的结果。
2012-12-21 physics.atm-clus physics.plasm-ph
One-dimensional radiation-hydrodynamic scaling studies of imploding spherical plasma liners
利用一维辐射流体动力学模拟方法研究了等离子体球壳或“内衬”内爆时滞止压力随初始条件的变化规律。“模拟揭示了高马赫数（M）、环形、球形等离子体流在收敛、停滞、激波形成和解体过程中的演变，并表明，具有接近1 Mbar的峰值压力的厘米级和微秒级等离子体可以由初始动能为几百千焦耳的衬层产生。结果表明，辐射传输和热传导必须包括在内，以避免非物理等离子体温度的起源，人为地限制线性收敛，从而峰值滞止压力。停滞等离子体寿命（τstag）和平均停滞压力（Pstag，在原点的压力，平均超过τstag）的缩放是通过评估广泛的线性初始条件来确定的。对于高M流，τ为L0/v0，其中L0和v0分别为初始衬层厚度和速度。此外，对于氩衬层，Pstag在初始密度（n 0）的宽范围内近似为v0^（15/4），并且在v0的宽范围内近似为n 0 ^（1/2）。在较宽的线性等离子体初始条件范围内，也发现了近似的标度Pstag ~ M3/2。
2011-06-23 physics.plasm-ph
Reply to comment of Shukla et al. on 'On "Novel attractive forces" between ions in quantum plasmas - failure of linearized quantum hydrodynamics'
在早期的论文中，我们证明了Shukla和Eliasson基于线性量子流体力学（LQHD）报道的稠密氢中质子之间的“新吸引力”是错误的。作为基准结果，我们使用最先进的密度泛函理论（DFT）模拟。Shukla等人（arXiv：1112.5556）在对该论文的回应中声称，这种分歧是由于DFT的失败。在这里，我们表明-通过比较DFT和QHD的属性和限制-他们的声明没有科学依据，DFT是一个合适的基准更近似的方法，如QHD和LQHD。
2013-02-22 physics.plasm-ph
Low-Density Hydrodynamic Optical-Field-Ionized Plasma Channels Generated With An Axicon Lens
我们演示了高强度激光脉冲在长的、低密度流体动力学光场电离（HOFI）等离子体通道中的光引导。轴棱锥透镜用于产生具有低至$n_e(0) = 1.5\times 10^{17}\, \mathrm{cm}^{-3}$的轴上电子密度和在$ 20 μ\mathrm{m} \lesssim W_M \lesssim 40 μ\mathrm{m}$范围内的匹配光斑尺寸的HOFI等离子体通道。这些通道参数的控制，通过调整的初始细胞的压力和延迟后的通道形成脉冲的到来被证明。对于峰值轴向强度为$4 \times 10^{17}\, \mathrm{W\,cm}^{-2}$的激光脉冲，在5 Hz的脉冲重复率下实现了在超过14个瑞利范围内的高度可再现的高质量引导，这受到可用的通道形成激光器和真空泵浦系统的限制。这种类型的等离子体通道似乎非常适合于多GeV激光尾场加速器在准线性制度。
2019-04-27 physics.plasm-ph
Validation of hydrodynamic and kinetic simulations with a plasma interpenetration ICF hohlraum experiment
本研究通过ICF替代黑腔中等离子体互穿实验，验证动理学与流体动力学模拟效果，发现动理学模拟更适配填气实验、流体模拟更适配真空实验，且非麦克斯韦TS光谱与麦克斯韦光谱差异显著，提示相关等离子体诊断建模需谨慎。
2024-03-08 physics.plasm-ph
An extended hydrodynamics model for inertial confinement fusion hohlraums
在某些惯性约束聚变空腔设计中，内部等离子体的碰撞性不足以用流体动力学模拟代码中实现的欧拉方程满意地描述，特别是在膨胀等离子体流的会聚区域。为了更好地处理这种情况下，本文提出了一种扩展的流体力学模型，包括更高的时刻的粒子速度分布函数，以及物理合理的封闭假设和松弛项。初步的一维数值实现的模型给出了令人满意的结果，在一个测试的情况下，涉及两个等离子体流的高速碰撞。根据实际黑腔几何形状的需要，将该模型扩展到三维的路径进行了简要讨论。
2021-11-29 physics.plasm-ph
Anisotropic pressure effects in hydrodynamic description of waves propagating parallel to the magnetic field in relativistically hot plasmas
针对各向异性压力和描述热效应的其他张量，提出了由四个物质场方程组成的具有相对论温度的新型等离子体流体力学模型的结构。提出了以浓度、速度场、平均反向相对论$γ$函子和反向相对论$γ$函子的通量为主要流体力学变量的演化方程的模型。四个类压张量（两个二阶张量和一个四阶张量）描述热效应。其中我们有粒子流的通量和反向相对论性$γ$函子的通量。高频激发被认为是解析，以跟踪其频谱中的压力类张量的各向异性的贡献。
2021-10-27 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Guiding of high-intensity laser pulses in 100mm-long hydrodynamic optical-field-ionized plasma channels
研究了长达100 mm的流体动力学光场电离（HOFI）等离子体通道。用干涉法测得轴上密度低至$n_{e0} = (1.0\pm0.3)\times10^{17}$ cm $^{-3}$的100 mm长的等离子体通道，证明了峰值输入强度为$6\times10^{17}$ W cm $^{-2}$的激光脉冲的光导作用。在较低的轴向密度下也观察到引导，这从磁流体动力学模拟推断为大约$7\times10^{16}$ cm $^{-3}$。的通道的功率衰减长度的测量示出是在良好的协议与从测量的横向电子密度分布计算。据我们所知，在这项工作中研究的等离子体通道是最长的，并具有最低的轴上密度，任何独立的波导证明引导激光脉冲强度以上$>10^{17}$ W cm $^{-2}$。
2020-09-21 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Modeling of relativistic ion-acoustic waves in ultra-degenerate plasmas
我们考虑由冷离子和超简并电子气组成的等离子体中的相对论离子声学模式，描述了相对论弗拉索夫-泊松系统。流行的相对论离子声波流体模型的关键检查，比较动力学和流体动力学的结果。动力学线性色散关系被证明是由严格的相对论流体动力学方程与Eschrasekhar的状态方程再现。
2017-12-14 physics.plasm-ph
Coupled rate-equation hydrodynamic simulation of a Rydberg gas Gaussian ellipsoid: Classical avalanche and evolution to molecular plasma
椭圆体体积的里德堡分子，夹带在超音速分子束，在纳秒的时间尺度上演变，形成强耦合的超冷等离子体。我们提出了耦合速率方程模拟模型的基本动力学过程和分子解离通道在均匀分布的等离子体和条件下，由我们的实验几何。模拟预测了一个快速的电子驱动碰撞雪崩等离子体其次是缓慢的电子-离子复合。在20 $μ$ s内，里德堡结合能的释放将静态等离子体的电子温度升高到$T_e = 100$ K。提供准自相似膨胀，热电子气驱动离子径向运动，减少$T_e$。这些模拟提供了一个经典的基线模型，考虑量子效应的电荷梯度和双极部队在实验系统中的演变进行响应雪崩动力学。
2019-08-20 physics.chem-ph physics.plasm-ph
One-dimensional radiation-hydrodynamic simulations of imploding spherical plasma liners with detailed equation-of-state modeling
本文的工作扩展了T。J. Awe等人[Phys. Plasmas 18，072705（2011）]通过使用详细的表格状态方程（EOS）模型，而Awe等人使用多方EOS模型。使用表格状态方程模型的结果给出了较低的停滞压力的3.9-8.6倍和较低的峰值离子温度相比，多方状态方程的结果。在这项工作中使用的局部热力学平衡（LTE）和非LTE EOS模型，给出了类似的结果的滞止压力。使用表格EOS模型的较低的滞止压力归因于衬垫的压缩能力的降低，所述压缩能力由电离和电子激发引入的能量汇引起，这在多方EOS模型中不被考虑。使用LTE表格EOS模型还探索了相同初始衬垫几何形状、质量密度和速度的等离子体衬垫物种的变化，表明对于所施加的约束，最高的停滞压力是用最高的原子质量物种实现的。
2012-09-25 physics.plasm-ph
Hydrodynamic PIC analysis of THz generation by two color laser in various plasma gases
University of Tehran（德黑兰大学）；Alzahra University（阿尔扎拉大学）
本研究通过柱坐标流体动力学结合PIC数值模拟，推导双色飞秒激光场驱动太赫兹发射的非线性光电流动力学，揭示场叠加不对称性对电流产生的核心作用，并分析气体成分等参数对辐射特性的影响。
2025-11-12 physics.comp-ph physics.optics physics.plasm-ph
Influence of quantum energy equation on electronic plasma oscillations
流体力学中的五矩近似不仅包括连续性方程和动量平衡方程，还包括能量方程。给出了具有库仑相互作用的非相对论量子粒子系统的流体动力学方程组。对这组方程进行线性化，得到了准中性电子与不动离子系统中朗缪尔波的色散关系。
2013-08-08 physics.plasm-ph
Demonstration of kilohertz operation of Hydrodynamic Optical-Field-Ionized Plasma Channels
我们的实验表明，流体动力学光场电离（HOFI）等离子体通道可以产生在kHz尺度的脉冲重复频率，在一个静态的气体细胞和延长的时间。使用泵浦探测安排，我们表明，通过横向干涉的性质产生的两个HOFI通道\SI{1}{ms}分开基本上是相同的。我们表明，HOFI通道可以产生在平均重复率为\SI{0.4}{kHz}的一段时间为6.5小时的通道特性没有退化，我们确定在此期间的通道的关键光学参数的波动。我们的研究结果表明，HOFI和条件HOFI通道非常适合未来的高重复率，多GeV等离子体加速器阶段。
2022-03-03 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Measurements of dense fuel hydrodynamics in the NIF burning plasma experiments using backscattered neutron spectroscopy
本研究利用后向散射中子能谱学技术直接测量 NIF 惯性约束聚变实验中稠密燃料的流体动力学条件，发现随产额增加燃料层径向速度和表观离子温度上升，揭示了燃烧传播进入稠密燃料层及热点点火的关键特征。
2023-07-11 physics.plasm-ph
Hydrodynamic and kinetic models for spin-1/2 electron-positron quantum plasmas: Annihilation interaction, helicity conservation, and wave dispersion in magnetized plasmas
本文讨论了自旋为1/2的电子-正电子量子等离子体的完整理论，其中电子和正电子以小于光速的速度运动。我们推导了一组两流体量子流体力学方程，包括连续性，欧拉，自旋（磁矩）演化方程的每个物种。我们明确地包括库仑，自旋-自旋，达尔文和湮灭相互作用。湮灭相互作用是本文的主要内容。我们考虑了湮灭相互作用在量子流体力学方程和磁化正负电子等离子体波谱中的贡献。我们考虑平行和垂直于外磁场的波的传播。我们还考虑了纵波的斜传播。本文导出了考虑Darwin相互作用和湮灭相互作用的正负电子等离子体的量子动力学方程组。我们将动力学理论应用于没有外场时的线性波行为。计算了Darwin相互作用和湮灭相互作用对朗缪尔波朗道阻尼的贡献。我们应该提到，湮灭相互作用不会改变系统中粒子的数量。它与湮灭本身无关，但它是电子-正电子对通过将其转换为虚光子而相互作用的结果。包含Darwin相互作用和湮灭相互作用的正负电子等离子体的一对非线性薛定谔方程。证明了在具有达尔文相互作用和湮灭相互作用的自旋粒子的正负电子量子等离子体中守恒螺旋度的存在性。结果表明，湮没相互作用在量子正负电子等离子体中起着重要作用，其贡献与自旋相互作用的贡献相当。
2014-04-18 astro-ph.HE physics.plasm-ph quant-ph
Particle-in-cell simulations of expanding high energy density plasmas with laser ray tracing
本文在PSC代码中实现了激光射线追踪与逆韧致辐射吸收模块，通过基准测试验证了能量沉积模型和流体力学演化，并探讨了高能量密度激光靶烧蚀中的非局域输运和双温动力学效应。
2024-09-25 physics.plasm-ph
Ion-temperature-gradient sensitivity of the hydrodynamic instability caused by shear in the magnetic-field-aligned plasma flow
交叉磁场（即，对于空间和实验室等离子体来说，离子温度的垂直（垂直）分布和磁场对准（平行）等离子体流的垂直分布有时是不均匀的。在文献中已经广泛讨论了由离子温度分布中的梯度或由平行流中的剪切引起的不稳定性。在本文中，流体动力学等离子体的稳定性进行了研究，实和虚频率的范围内的剪切参数，归一化波数，密度梯度和离子温度梯度尺度长度的比例进行了量化，并说明了反朗道阻尼的作用的情况下，离子温度梯度和平行流剪切。我们发现，增加离子温度梯度降低了流体动力学平行流剪切不稳定性，也被称为平行开尔文-亥姆霍兹不稳定性或D 'Angelo不稳定性的不稳定阈值。我们还发现，动力学不稳定性产生的耦合，加强行动的自由能源。对于可比的电子和离子的温度的情况下，我们分析说明的D 'Angelo不稳定性的动力学不稳定性的剪切参数，归一化的波数，和密度梯度和离子温度梯度尺度长度的比例是不同的，我们属性的变化，在稳定性的变化量的逆离子朗道阻尼的变化。我们发现，附近的归一化波数$k_{\perp} ρ_{i}$的顺序统一，频率的实部和虚部值变得可比和增长率最大化。
2014-05-06 physics.plasm-ph
A molecular dynamics framework coupled with smoothed particle hydrodynamics for quantum plasma simulations
本研究提出名为Bohm SPH的温稠密量子等离子体模拟新方案，基于玻姆量子力学诠释，无需玻恩-奥本海默近似，可实现高分辨率动力学模拟，经单粒子验证并与波包分子动力学模拟结果对比。
2025-01-14 physics.plasm-ph quant-ph
Meter-Scale, Conditioned Hydrodynamic Optical-Field-Ionized Plasma Channels
我们通过实验和数值模拟表明，低密度，低损耗，米级等离子体通道可以产生采用调理激光脉冲，以消除周围的流体动力学光场电离（HOFI）等离子体通道的中性气体衣领。我们使用粒子在细胞模拟表明，调节脉冲的前沿电离的中性气体衣领，以产生一个深，低损耗的等离子体通道，引导大部分的调节脉冲本身以及任何随后注入的脉冲。在原理验证实验中，我们生成具有$n_\mathrm{e0} \approx 1 \times 10^{17} \; \mathrm{cm^{-3}}$的轴向电子密度和$26 \; \mathrm{μm}$的匹配光斑尺寸的条件HOFI（CHOFI）波导。这些CHOFI信道的功率衰减长度为$L_\mathrm{att} = (21 \pm 3) \; \mathrm{m}$，比HOFI信道所实现的长两个数量级以上。流体动力学和粒子模拟表明，米级的CHOFI波导的衰减长度超过1米，可以产生的总激光脉冲能量只有$1.2$ J每米的通道。CHOFI通道的特性非常适合于高强度光-物质相互作用中的许多应用，包括以高脉冲重复率操作的多GeV等离子体加速器级。
2020-11-26 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Variational hydrodynamics of the classical Yukawa one-component plasma
本文将强耦合等离子体的变分流体动力学方法推广至Yukawa单组分等离子体，通过显式包含对分布函数推导了有限尺度下的运动方程与守恒定律，其纵向色散关系预测与模拟数据高度吻合。
2025-06-28 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Nonuniform Hydrodynamic Plasma-Wave Instability in a Gated Electron Channel
Rensselaer Polytechnic Institute（伦斯勒理工学院）
本文通过流体动力学模型研究电流驱动的栅控电子通道中非均匀等离子体波不稳定性，发现频率由全通道传播决定，不稳定性源于边界增益与损耗竞争，且有限粘性理论在亚声速区与模拟吻合。
2026-09-14 eess.SP physics.app-ph physics.plasm-ph
Air hydrodynamics of the ultrafast laser-triggered spark gap
我们提出了空间和时间分辨测量的空气流体力学引起的超快激光脉冲激发的两个电极之间的空气间隙在高电势差。我们探讨等离子体为基础的和等离子体的间隙激发。前者利用飞秒激光诱导后留下的等离子体，而后者利用量子分子波包的多脉冲共振激发来加热空气。我们发现，由激光引发的累积电极驱动的空气密度下降通道在导致击穿的间隙演化中起主导作用。
2020-05-28 physics.optics physics.plasm-ph
Gas-Kinetic Scheme for Partially Ionized Plasma in Hydrodynamic Regime
本文构建中性气体、电子和质子的耦合动理学模型并提出相应 GKS，通过一维 Riemann 与 Orszag-Tang 涡问题验证其可捕捉部分电离等离子体从 MHD 到 Euler 波结构的过渡。
2023-07-13 physics.comp-ph physics.plasm-ph
Implementing a microphysics model in hydrodynamic simulations to study the initial plasma formation in dielectric ablator materials for direct-drive implosions
描述塑料等介质烧蚀材料中光电离和碰撞电离过程的微观物理模型已被实现到平面和球形目标的一维流体动力学程序LILAC中。目前，在激光驱动的早期阶段期间的初始等离子体形成以特设的方式建模，直到形成临界表面。基于物理的模型的实施预测更高的值的电子温度和压力比特设模型。此外，数值预测是一致的，与以前的实验观察的塑料烧蚀层中的闪耀通过机制。对于平面靶，观察到靶后端的减压，这与最近的实验相似。此模型的应用是了解激光压印机制，是由于单光束散斑的不均匀激光照射所造成的。
2020-06-02 physics.comp-ph physics.plasm-ph
An introduction to quantum plasmas
比较了非简并和简并等离子体中的屏蔽效应。本文详细推导了不考虑相对论、自旋和碰撞效应的静电量子等离子体的Wigner-Poisson系统。随后详细推导了从Wigner-Poisson系统出发的量子流体动力学模型。这种推导的路线考虑了量子统计混合物的单体波函数的程函分解。量子流体动力学模型的优点和局限性进行了讨论。
2012-06-05 physics.plasm-ph quant-ph
Quantum Hydrodynamics
量子等离子体物理是一个快速发展的研究领域，具有非常跨学科的潜在应用范围，从凝聚态的纳米尺度科学到天体物理物体的巨大尺度。量子等离子体的理论描述依赖于各种方法，微观或宏观，其中一些与经典等离子体模型有明显的关系。原则上，适当的模型应该包含量子力学效应，如衍射、自旋统计和相关性，并在相关尺度上起作用。然而，第一原理方法，如量子蒙特卡罗和密度泛函理论或量子统计方法，如量子动力学理论或非平衡格林函数，需要大量的理论和计算工作。因此，对于选定的问题，已经提出了替代的更简单的方法。特别是，多体系统的集体行为通常在平均场水平上的粒子和场的自洽方案中描述。在经典等离子体中，通过过渡到流体动力学方程来实现进一步的简化。近十年来，量子等离子体的类似流体型描述已经被提出并广泛使用。本章主要介绍了量子流体力学的主要概念，从而批判性地分析了它的有效性范围和主要局限性。此外，还举例检验了非磁化和磁化等离子体中线性化QHD的结果和几个非线性解。文章最后还介绍了粒子间相互作用的基本概念和表述，指出了它们在量子多体问题中的可能结果。
2013-10-01 physics.plasm-ph
Collisionless Shock Acceleration of protons in a plasma slab produced in a gas jet by the collision of two laser-driven hydrodynamic shockwaves
本研究通过实验比较气体射流在无剪裁、单侧及双侧激光冲击波剪裁下的皮秒激光质子加速，证明双侧剪裁形成的近临界密度等离子体薄片可显著增强符合 CSA 机制的前向高能质子加速。
2023-09-28 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Plasma slab expansion into vacuum
在双温流体力学近似下，在零德拜半径的无色散极限下，求解了无碰撞等离子体板膨胀到真空中的问题。在这种方法的框架下，黎曼方法的解决方案提供了相当准确的描述等离子体动力学的整个过程。结果表明，无色散近似与等离子体流体动力学方程组的精确数值解吻合得很好。
2020-07-10 nlin.PS physics.flu-dyn physics.plasm-ph
On the structure of relativistic hydrodynamics for hot plasmas
从带电粒子的微观动力学出发，导出了经典等离子体相对论流体力学的新结构。本文的推导是从浓度的微观定义出发的。显然，浓度演化导致连续性方程，并给出粒子流的定义。在不引入任意函数的情况下，我们考虑了与动量密度不一致的电流的演化。它导致了一组新的功能，据我们所知，还没有考虑在文献中较早。这些函数之一是平均反向相对论（伽马）因子。其电流也被认为是基本功能之一。新函数的演化通过浓度和粒子流出现，因此方程组部分地封闭了自己。其他函数作为基本函数的函数，作为截断函数的一部分。两对选择的函数构造两个四向量。这四个矢量的演化导致出现两个四张量，而不是被认为是能量动量张量。朗缪尔波被认为是在建议的模型。
2021-12-09 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Plasma Relaxation and Topological Aspects in Hall Magnetohydrodynamics
将Parker等离子体弛豫过程的磁流体力学（MHD）公式推广到Hall MHD。霍尔磁流体贝尔特拉米条件下的挠率系数α现在证明与“位涡”成正比。“如果霍尔MHD拉格朗日乘数β也与“位涡”成正比，那么霍尔MHD贝尔特拉米条件就相当于二维（2D）流体力学中的“位涡”守恒方程。霍尔磁流体力学中磁场线的缠绕模式似乎以与二维流体力学中的“位涡”线相同的方式演变。
2012-05-22 physics.plasm-ph
Hydrodynamics of quantum corrections to the Coulomb interaction via the third rank tensor evolution equation: Application to the Langmuir waves and the spin-electron-acoustic waves
从传统流体力学的角度出发，通过连续性方程和欧拉方程研究等离子体中的量子效应，可以得到量子玻姆势和自旋-自旋相互作用力。然而，如果我们将流体动力学方程组扩展到13阶矩近似之外，并将三阶张量演化方程与压力演化方程一起包括在内，我们就得到了对库仑相互作用的量子修正。它被发现在自洽（平均场）近似研究的经典等离子体中的高秩张量流体动力学方程不包含相互作用的事实相反。因此，我们提出了量子流体力学模型，其中的量子效应的量子玻姆势以外的研究。发展的模型被认为是在两个区域：在等离子体中的所有电子被认为是单一的流体，和单独的自旋演化区，其中具有不同的自旋投影的电子被认为是两个不同的流体。为了说明所发现的量子效应的基本意义，我们证明了它们在朗缪尔波和自旋电子声波的光谱中的贡献。值得一提的是，压力演化方程的应用确保了压力在朗缪尔波谱中的贡献与$(3/5)v_{Fe}^{2}$成比例，这与基于连续性和欧拉方程的流体力学中出现的$(1/3)v_{Fe}^{2}$不同，其中$v_{Fe}$是费米速度。同样的修正对应于其他等离子体现象，如自旋电子声波的声速。此外，发现新的量子效应提供了新的波动解。
2020-06-28 physics.plasm-ph
Laser Plasma Physics - Forces and Nonlinear Principle
这项工作是一本书的手稿正在考虑，以提供信息，感兴趣的研究人员有关审查的机械力在等离子体中的电动场的电子预出版。从1845年静电学中的开尔文有质动力开始，等离子体中的流体动力与电场和磁场的二次力量相关联。流体动力学与等离子体粒子电场产生的单粒子运动以及非均匀等离子体的双层和鞘层密切相关。其后果与激光驱动的粒子加速和聚变能有关。除了基于热力学的纳秒激光脉冲聚变这一非常广泛的研究领域之外，新的皮秒脉冲能量开辟了一个完全不同的非热相互作用，最终允许质子-硼聚变，消除了核辐射问题。
2014-08-20 physics.plasm-ph
A Radiation-Hydrodynamics Code Comparison for Laser-Produced Plasmas: FLASH versus HYDRA and the Results of Validation Experiments
激光产生的等离子体的潜力，产生基本的见解高能量密度物理（HEDP）和提供其他有用的应用，有时会受到不确定性建模这些等离子体的属性和扩展使用辐射流体动力学代码。为了克服这一点，并证实最近加入到公开的FLASH辐射流体动力学代码的HEDP功能的准确性，我们提出了详细的比较FLASH结果，新的和以前发表的结果HYPENDIX代码广泛使用的劳伦斯利弗莫尔国家实验室。我们专注于两个非常不同的问题的兴趣：（1）铝板照射的15.3和76.7毫焦耳的“预脉冲”的激光能量和（2）毫米长的三角形凹槽切割铝靶照射矩形激光束。因为后一个问题与天体物理学上的喷流有相似之处，格拉瓦等人，Phys.Rev.E，78，（2008）进行了该实验，并将电子数密度的详细X射线干涉测量与HYPERTIES模拟进行了比较。因此，前一个问题提供了代码到代码比较的机会，而后者提供了代码到代码比较和验证的机会。尽管从根本上不同的计划，用于确定计算网格，和不同的状态方程和不透明度模型，HYDRONIC和FLASH代码产生的结果是非常好的协议，这两个问题，并与后者的实验数据。在以这种方式验证了FLASH代码之后，我们使用该代码进一步研究了Grava等人（2008）实验中看到的射流的形成，并讨论了它与Wan等人（1997）在NOVA激光器上进行的实验的关系。
2013-06-07 physics.plasm-ph
Variational principles for the hydrodynamics of the classical one-component plasma
本文通过变分原理将欧拉方程推广到含长程库仑相互作用的单组分等离子体，统一热力学与色散定律，并在极小尺度上验证其准确性。
2024-03-19 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Hydrodynamic description of neutrino gas
考虑中微子-反中微子$(ν\barν)$ -等离子体系统的弱费米相互作用。发现了等离子体中强中微子流驱动的新的流体不稳定性，讨论了中微子气体中的非线性定常波和非定常波。结果表明，一束中微子在均匀等离子体中以恒定的速度漂移，也可以引起低能中微子的散射发射，即在等离子体中重中微子$ν_{H}$衰变为重中微子和轻中微子$ν_L$（$ν_H\toν_Hν_L$）.此外，我们还发现，在一般情况下，恒星中的中微子产生并不导致中子星的能量损失。
2002-09-18 astro-ph hep-th physics.gen-ph
On properties of Velikhov-Chandrasekhar MRI in ideal and non-ideal plasma
本文研究了理想和非理想等离子体中Velikhov-Eschrasekhar磁转动不稳定性的条件。磁流体轴对称流动的线性WKB分析表明，在瑞利不稳定的流体动力学的情况下，角动量随半径减小，MRI分支变得稳定，和磁场抑制瑞利不稳定性在小波长。我们研究了磁流体流动到流体动力学流动的极限转变。Rayleigh模式平滑地过渡到流体动力学情况，而Velikhov-Mürasekhar MRI模式在没有磁场的情况下完全消失。研究了等离子体中粘性和磁扩散率对薄吸积盘中磁共振成像条件的影响。我们发现的平均自由程的离子允许MRI在这样的光盘操作的限制。
2015-03-02 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Fusion-power amplification by compressive hydrodynamic fluctuations
Princeton University（普林斯顿大学）
本文研究热等离子体中压缩性涨落（如声波和可压缩湍流）对聚变反应速率的增强效应，分析了流体动力学、双温度和动力学三种成分，并给出了磁化和非磁化等离子体中的响应函数。
2026-06-29 physics.plasm-ph
Balance equations in semi-relativistic quantum hydrodynamics
量子流体力学方法已应用于量子等离子体的研究。作为我们考虑的第一步，推导经典半相对论（即。e.在简要回顾方法发展的基础上，给出了一种新的流体动力学方程（微观层次的Darwin Lagrangian方程）的数值解法。它提供了更好的区分经典和量子半相对论效应。经典方程的推导是有趣的，因为它是由一个自然的，但不是很普遍的方法。这个推导包含了微观动力学的明确平均。进一步推导了相应的量子流体力学方程。在五动量近似下得到了连续性方程、欧拉方程和能量平衡方程。结果表明，相对论修正导致存在新的量子项的力场，工作领域等的表达式中的量子玻姆势的半相对论推广得到。导出了能流的量子部分，它是能量演化方程的量子玻姆势的模拟。半相对论量子等离子体中的朗缪尔波色散对应于达尔文拉格朗日量，也被认为是半相对论效应对基本等离子体现象的贡献。
2014-02-07 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
