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
Effects of Circulating Energetic Ions on Geodesic Acoustic Modes with Toroidal Rotation
利用混合动力学-流体模型,从理论上分析了环向旋转托卡马克中循环高能离子(CEI)对测地声学模(GAM)的影响。首先考虑刚性平衡条件,导出了存在环向旋转和CEI时的GAM频率。CEI的未扰动分布函数取决于极向角,最终显著影响频率。在平衡切向中性束注入(NBI)情况下,共CEI和反CEI不相互抵消,并对纬向流产生不稳定效应。给出了准确的模态频率和增长率。
2014-05-06 physics.plasm-ph
Nonlinear dust-acoustic solitary waves and shocks in dusty plasmas with a pair of trapped ions
本文研究了非磁化尘埃等离子体中小振幅尘埃声孤波和激波的传播特性。利用标准约化摄动方法,采用两种不同尺度的拉伸坐标,导出了复Korteweg-de Vries(KdV)方程和复Burgers方程形式的DA SW和激波演化方程。分析和讨论了尘埃电荷变化、尘埃热压力、正负离子数密度比以及自由离子温度与俘获离子温度对慢波和激波轮廓的影响。
2017-07-01 physics.plasm-ph
Ion-acoustic shocks with reflected ions: modeling and PIC simulations
非相对论性无碰撞激波广泛存在于空间和天体物理等离子体中,被称为高效的粒子加速器。然而,我们对无碰撞冲击的理解,包括它们的结构和它们加速粒子的机制仍然不完整。我们在这里提出的结果的数值模拟的离子声碰撞无冲击的基础上的一维(1D)动力学近似的电子和离子与一个真正的质量比。特别强调的是作为冲击耗散的主要驱动程序的冲击反射离子。根据激波参数研究了反射效率、反射粒子速度分布和激波静电结构。本文讨论了粒子加速在地球物理和天体物理冲击中的应用。
2015-03-26 physics.plasm-ph
Spin-electron acoustic waves: The Landau damping and ion contribution in the spectrum
为了更详细地研究自旋电子声波,我们导出了自旋上升和自旋下降的量子动力学方程。动力学理论允许比量子流体力学更精确地获得包括量子态占据效应的自旋电子声波的谱。我们应用量子动力学方法计算了自旋电子声波的朗道阻尼。我们考虑了离子动力学对自旋电子声波谱的贡献。我们得到了经典离子在温度范围内对朗道阻尼的贡献。动力学分析离子声,零声,朗缪尔波在单独的自旋和自旋下降的电子动力学。
2014-09-28 physics.plasm-ph
Effect of Landau damping on alternative ion-acoustic solitary waves in a magnetized plasma consisting of warm adiabatic ions and non-thermal electrons
Bandyopadhyay和Das [Phys. Plasmas,9,465-473,2002]已经导出了磁化等离子体中的离子声波的非线性宏观演化方程,该磁化等离子体由暖绝热离子和非热电子组成,包括Landau阻尼效应。本文还导出了当上述宏观演化方程的非线性项系数为零时,相应的非线性演化方程,用修正的宏观演化方程描述了离子声波的非线性行为。但是他们没有考虑系数非常接近于零的情况。这就是本文所考虑的情况,我们导出了相应的包含朗道阻尼效应的演化方程。最后,得到了这种宏观演化的孤立波解,发现其振幅随时间缓慢衰减。
2015-07-24 physics.plasm-ph
Effect of thermal ions on fluid nonlinear frequency shift of ion acoustic waves in multi-ion species plasmas
提出了一个考虑离子温度影响的多离子等离子体中离子声波(IAWs)的流体非线性频移模型。由于在惯性约束聚变(ICF)等离子体中存在热离子,同时存在太阳风,因此在IAWs的非线性频移中需要考虑热离子的影响。然而,现有的模型[Berger等人,Physics of Plasmas 20,032107(2013); Q. S. Feng等人,E 94,023205(2016)]仅考虑冷离子流体模型。这种考虑多离子组分和热离子的完整理论将更精确地计算大振幅非线性激光器的频率,特别是高离子温度的慢模,在空间物理和惯性约束聚变中具有广泛的应用前景。
2019-06-24 physics.plasm-ph
Effects of Circulating Energetic Ions on Geodesic Acoustic Modes with Finite Wave Numbers
利用混合动力学-流体模型分析了循环高能粒子对有限波数测地声学模的影响。在有限平行波数(FPWN)的情况下,采用慢束离子分布函数导出色散关系,证明了FPWN对GAM的影响如同零波数经典GAM的环向旋转。CEI的效果可以分为两部分。一个是由极向角和动能的未扰动分布函数的依赖性,是独立的极向和环向波数。另一个与CEI压力的径向梯度有关,与极向波数成正比,并对GAM起失稳作用。负责的不稳定性的临界条件进行了分析。
2014-05-06 physics.plasm-ph
Ion sound and dust acoustic waves at finite size of plasma particles
我们考虑了离子的有限尺寸对经典等离子体性质的影响。本文主要研究电子-离子等离子体中的离子声。我们还考虑了尘埃等离子体,在那里我们考虑了有限尺寸的离子和尘埃粒子,并考虑了尘埃声波的色散。粒子的有限尺寸影响经典等离子体性质。有限尺寸的粒子对小波长有相当大的贡献,这是量子效应出现的区域。因此,考虑量子等离子体中离子的有限尺寸也是非常重要的。
2014-01-14 physics.plasm-ph
Energy balance for 6D kinetic ions with adiabatic electrons
本文针对6D动理学Vlasov系统提出一种基于矩直接计算能量通量、粒子通量和Poynting通量的新方法,可减少回旋振荡并识别回旋动理学与非回旋动理学贡献,同时开发了能模拟超过回旋频率的等离子体波和湍流的高效半拉格朗日求解器。
2024-11-19 physics.plasm-ph
Modulated dust-acoustic wave packets in a plasma with non-isothermal electrons and ions
研究了尘埃声波在非热(非麦克斯韦)离子和电子布居存在下的非线性自调制。通过采用多尺度技术,非线性薛定谔型方程(NLSE)的波动振幅推导。的非热性的影响,除了传播和调制方向之间的不稳定性,调制不稳定性发生的条件进行了讨论。不同类型的本地化的解决方案(包络激发)可能会发生的讨论,并跟踪其特性对物理参数的依赖。离子偏离麦克斯韦分布比单独的电子类似偏离更重要。两者都产生一个不稳定的影响(振幅)传播的DAWS在尘埃等离子体与负尘埃颗粒。相反的效果,即对振幅稳定的趋势,被发现的情况下,带正电的尘埃存在的等离子体。
2004-11-18 physics.plasm-ph
Trace Impurity Transport in Multi-Species Plasmas with Large Particle Fluxes
一个燃烧的聚变等离子体有一个很大的向内的燃料流量和向外的灰烬流量。现有的杂质输运理论不能解释这样大通量的稳态环境。在本文中,我们扩展了经典的运输理论,占这样的通量的背景。在一个主要的两个离子物种磁化等离子体,与相反方向的两个物种的相反方向的源保持密度梯度,微量杂质离子示出与较大的质量离子对齐。这种意想不到的行为,推导出解析和模拟使用MITNS(多离子传输数值求解器)代码的数值。结果表明,边缘燃料p-B11聚变在提取高Z杂质方面具有潜在优势,并可能应用于基于等离子体的分离方法。
2021-03-08 physics.plasm-ph
Influence of finite temperature degeneracy and superthermal ions on dust acoustic solitary structures
Camellia Institute of Engineering & Technology, MAKAUT(马卡尔大学卡梅利亚工程与技术学院);Burdwan Raj College, University of Burdwan(伯尔万拉杰学院,伯尔万大学)
研究有限温度简并性和超热离子对尘声孤立结构的影响,揭示其在空间和天体尘等离子体中的非线性动力学作用。
2026-02-13 physics.plasm-ph
Head-on collision of ion-acoustic solitary waves in a collisionless plasma
研究了无碰撞等离子体中离子-声孤立波与冷离子和玻尔兹曼电子的迎头碰撞。结果表明,孤立波足够大的振幅不保留其身份碰撞后。它们的振幅减小,形态改变。本文给出了等势孤波迎头碰撞后的势振幅和离子、电子密度随初始振幅的变化关系。
2017-11-27 physics.plasm-ph
Magnetized ion-acoustic shock waves in degenerate quantum plasma
对磁化简并量子等离子体系统中的离子声激波进行了理论研究,该系统中含有无惯性的超相对论简并电子和惯性的非相对论正电荷重离子和轻离子.用约化摄动法导出了Burgers方程。可以看出,在考虑非相对论性正电荷重离子和轻离子时,等离子体模型只支持正静电冲击结构。研究还发现,非相对论性重离子和轻离子的电荷态和数密度增强了IASHW的幅值,而离子运动粘滞系数($η$)降低了IASHW的陡度.我们的研究结果将有助于理解白矮星和中子星中IASHW的非线性传播。
2021-03-29 physics.plasm-ph
Fluctuation-phase relation between positive and negative ions on pair-plasma electrostatic waves
在由等质量正、负富勒烯离子组成的对离子等离子体中,首次观察到三种静电模沿磁力线传播.发现正负离子密度涨落之间的相位滞后随频率的变化范围为0 ~ $π$,在离子声波和离子等离子体波的情况下,相位滞后分别固定在$π$。此外,在声波和等离子体波之间的中频带中出现了一个新的模式,其相位滞后约为$π$。
2004-10-20 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
Dust-Ion-Acoustic Waves in unmagnetized 4-component plasma
本文研究了尘埃离子声波在非磁化的四组分等离子体中的传播。四组分等离子体由麦克斯韦负离子、冷移动正离子、$κ$分布电子和带正电荷的尘埃颗粒组成。根据Sagdeev赝势和相图的特征,观察到三种类型的非线性波--孤子、双层和超孤子。这种非线性波存在的条件对等离子体参数非常敏感。本研究所获得的结果对空间等离子体以及实验室中的超小型半导体器件领域具有广泛的相关性。
2020-01-15 physics.plasm-ph
Ion-acoustic eigenmodes in a helical magnetic mirror
Budker Institute of Nuclear Physics(布德克核物理研究所)
该研究针对螺旋磁镜,探讨等离子体旋转与磁场波纹耦合产生的离子声学本征模,推导其线性近似方程,指出该模可引发异常离子散射以抑制稀薄等离子体流动。
2026-08-27 physics.plasm-ph
Dust-acoustic envelope solitons in super-thermal plasmas
通过对非线性薛定谔方程(NLSE)的分析,研究了电子-正电子-离子-尘埃等离子体(包含超热电子、正电子和离子以及带负电荷的绝热尘埃颗粒)中尘埃声波的调制不稳定性.为了得到NLSE,已采用约化摄动方法。观察到两个不同的参数区域的稳定和不稳定的DW。超热电子,正电子和离子的存在显着修改的稳定和不稳定的区域。临界波数$k_c$(调制不稳定性开始)取决于超热电子、正电子和离子以及绝热尘埃浓度。
2019-04-03 physics.plasm-ph
Ion-acoustic Shocks with Self-Regulated Ion Reflection and Acceleration
得到了描述离子-声无碰撞激波的解析解,它与激波反射离子的演化自洽。该解扩展了经典的孤子解,超过了临界马赫数,孤子不再存在,因为上游的离子反射。反射将孤子转换成具有拖尾波和被反射离子填充的足的冲击。该解决方案涉及整个冲击结构的参数,如最大和最小的潜在的尾波,脚的高度,以及冲击马赫数,反射离子的数量。对于任何给定的上游离子分布,这种关系都是可解的。在本文中,我们已经解决了一个简单的“盒”分布。两个独立的模型的电子相互作用的冲击被认为是。第一个模型对应于标准玻尔兹曼电子分布,在这种情况下,临界激波马赫数从M=1.6(无离子反射)到M=1.8(大量反射)仅无意义地增加。第二个模型对应于电子俘获。它们产生更强的增加,从M=3.1增加到M=4.5。由反射离子支撑的冲击脚也使它们进一步加速。一个自相似的脚扩展到上游介质也被描述分析。
2015-12-07 physics.plasm-ph
Effect of temperature anisotropy on the dynamics of geodesic acoustic modes
本文通过回旋动理学推导一般色散关系,并利用双麦克斯韦分布研究离子温度各向异性对测地声模频率和增长率的影响,发现二者随各向异性增强而增大,且受电子与离子温度比显著影响。
2022-10-11 physics.plasm-ph
Dust-acoustic envelope solitons in an electron depleted plasma
通过推导非线性薛定谔方程,对含有非广延正离子的反极性尘埃等离子体系统中尘埃声波的调制不稳定性进行了理论研究.研究了行波的MI和包络孤子的形成条件。亚扩展性和超扩展性的正离子被认为是改变的稳定和不稳定的参数范围的DAWS。尘埃粒子的加入使明、暗包络孤子的宽度都发生了变化。研究结果对了解火星大气、彗星尾部、太阳系以及实验室实验等环境中的大气电波的非线性特性具有一定的参考价值。
2020-07-02 physics.plasm-ph
Electron-acoustic solitary pulses and double layers in multi-component plasmas
本文研究了有限振幅电子声波(EAWs)在多组分等离子体中的非线性传播,等离子体由两组不同的电子(冷组分和热组分)和非等温离子组成。我们使用的连续性和动量方程的冷惯性电子,玻尔兹曼定律的惯性热电子,热离子的非等温密度分布,和泊松方程推导出一个能量积分与修改的Sagdeev势(MSP)的非线性EAWs。通过对MSP的分析,证明了任意振幅EA孤波脉冲(EASP)和EA双层(EA-DLs)的存在。小幅度限制也被认为是EASP和EA-DL的分析结果。简要讨论了这些结果对空间和实验室等离子体的意义。
2013-09-21 physics.plasm-ph
Overstability of acoustic waves in strongly magnetized anisotropic MHD shear flows
本文对具有速度剪切和强磁场的各向异性MHD流中扰动模的线性稳定性进行了分析。无碰撞或弱碰撞等离子体的16动量MHD流体封闭模型内描述,它不仅考虑到压力各向异性的影响,但也各向异性的热通量的影响。该模型将低频声波分解为标准声模、高频快热声波和低频慢热声波。结果表明,当热流参数超过某个临界值时,热声波变得不稳定并呈指数增长。看来,速度剪切使热声波过稳定,即使在亚临界热流参数。因此,当热通量的影响不是深刻的声波将增长,由于速度剪切,而在超临界热通量的流动显示可压缩的热不稳定性。各向异性热不稳定性在天体物理环境中也很重要,它将限制低密度电离各向异性流所能维持的最大磁场值。
2015-12-08 astro-ph.SR 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
Dust-acoustic rogue waves in four component plasmas
本文对四尘埃等离子体介质中的调制不稳定性和尘埃声无赖波进行了理论研究,该介质中含有惯性带负电荷的大质量重(轻)冷(热)尘埃颗粒以及超热电子和非热离子。用约化微扰法导出了非线性薛定谔方程,观察到了快、慢DA模。发现离子的非热效应显著地改变了MI和相关DARW形成的条件($α$),电子的超热性($κ$),非热离子与冷尘埃的密度比($μ_i$)和冷尘与热尘的质量比($σ$)等。我们目前的调查在空间和实验室等离子体的影响进行了简要讨论。
2018-09-29 physics.plasm-ph
Dust-acoustic solitary waves in a magnetized dusty plasma with nonthermal electrons and trapped ions
研究了静电尘埃声波在由带负电荷的可动尘埃、非热快电子和涡旋分布的俘获离子组成的磁化尘埃等离子体中的非线性传播。利用约化微扰技术,导出了磁化尘埃等离子体中小振幅孤立波的类KdV方程.研究发现,由于尘埃热压力的影响,非热参数$β~(>1)$存在一个临界值$(β_c)$,低于该值时DA孤波停止传播。得到了KdV型方程的孤子解(行波解),并证明其为稀疏型。数值分析了孤子的特性随系统参数的变化。当尘埃回旋频率小于尘埃等离子体频率的十分之一时,静态磁场(仅改变孤子宽度)的影响变得显著。当自由离子温度与俘获离子温度之比$(σ)$为正(负)时,孤子的振幅增大(减小)。通过数值计算,讨论了传播参数$(l_z)$和$σ$对DA孤子动力学特性的影响,发现孤子结构在相当长的时间内可以抵抗扰动和湍流.这些结果对于理解DA孤波在实验室和空间等离子体(例如,地球磁层、极光区、日光层环境等)。
2014-07-23 physics.plasm-ph
Dust-ion-acoustic rogue waves in dusty plasma having super-thermal electrons
标准的非线性薛定谔方程(NLSE)是一个精确的方程组,可以用来研究尘埃等离子体介质中尘埃离子声波(DIAWs)和伴随的尘埃离子声波(DIARWs)的调制不稳定性判据。可以看出,在考虑惯性暖离子以及惯性带负电荷的尘埃颗粒的情况下,等离子体系统支持快DIA模式和慢DIA模式。离子和尘埃粒子的电荷态和数密度改变了DIAWs的不稳定性条件和DIARW的构型。这些结果被认为是解释空间和实验室尘埃等离子体中真正难题的基石。
2021-01-07 physics.plasm-ph
Passage of an ion-acoustic solitary wave through the boundary between an electron-ion plasma and a negative ion plasma
本文研究了离子声孤立波通过电子-离子等离子体和负离子等离子体边界的问题。当离子声孤波进入另一个等离子体区域后,会产生扰动,随着时间的推移,会形成离子声孤波和振荡链。通过边界后的离子声孤立波的振幅的变化,以这样的方式,它的值在电子-离子等离子体大于它的值在负离子等离子体。一个例外是压缩离子声孤立波传播通过负离子等离子体的情况下,并具有超过电子-离子等离子体中的临界振幅的振幅。这样的离子声孤波,当进入电子离子等离子体时,释放过量的能量来加速正离子,从而将其振幅降低到临界值以下。确定了边界穿越后建立的离子声孤立波的振幅对初始振幅的依赖关系。考虑离子声孤立波通过被电子离子等离子体包围的负离子等离子体层的情况。结果表明,从负离子等离子体到电子-离子等离子体的稀疏离子声孤立波的通道引起扰动,其中可以观察到加速和捕获的负离子。
2020-05-12 physics.plasm-ph
Simulations of ion heating due to ion-acoustic instabilities in the presheath
粒子直接模拟蒙特卡罗模拟表明,在预鞘中激发的离子声不稳定性可以引起显著的离子加热。当中性气体压力足够小而电子温度足够大时,离子流向鞘层会激发离子声学不稳定性。进行了一系列1D模拟,其中中性等离子体(电子和离子)均匀地来源于0.026 eV的离子温度和不同的电子温度(0.1 - 50 eV)。当电子-离子温度比超过线性响应理论预测的最小值时,观察到离子加热,以激发鞘层边缘($T_e/T_i\approx28$)的离子声不稳定性。当这个阈值被超过时,离子和电子之间的温度平衡率迅速增加鞘附近,使当地的温度比没有显着超过阈值的不稳定性。这导致了鞘层边缘附近的离子加热,这也延伸回了大量的等离子体中;可能是由于鞘层的波反射。这种离子声波加热机制被发现降低较高的中性压力,其中离子中性碰撞阻尼的离子声波和离子加热,而不是占主导地位的非弹性碰撞中的预鞘。
2021-12-21 physics.plasm-ph
Dust-acoustic solitary waves in dusty plasma with variable dust charge
本文考虑尘埃等离子体中尘埃声波的传播,尘埃等离子体的组成成分是惯性负电荷尘埃粒子、玻尔兹曼分布电子和可变尘埃电荷的非热分布离子。利用约化摄动方法,我们得到了Korteweg-de Veries(kdv)方程和修正的kdv(mkdv)方程。一个Sagdeev势的系统和孤子解的稳定性条件也被推导出来。
2011-06-18 physics.plasm-ph
Effect of Generation of Charged Particles Fluxes by Pulsed Gas Discharge
本文描述了在气体放电中产生的电子和离子通量的影响,特别是在雷暴期间观察到的“蓝色喷流”和“精灵”的出现。描述了模拟这些现象的实验设备。本文论证了在直线气体放电中产生强流电子和离子流的可能性。
2014-09-11 physics.ao-ph physics.plasm-ph
Attractive interaction between ions inside a quantum plasma structure
基于离子的径向振荡,建立了量子球对称等离子体结构模型。我们假设离子参与离子声等离子体振荡。我们找到了离子在离子声波自洽振荡势中运动时的薛定谔方程的精确解。对离子系统进行二次量子化,构造出离子系统的基态。然后我们考虑离子之间通过声波交换的相互作用。它表明,这种相互作用可以是有吸引力的。我们描述了等离子体结构内的离子对的形成,并证明了这样的等离子体团可以存在于一个致密的天体物理介质对应的外核的中子星。
2015-03-03 astro-ph.SR math.CA physics.plasm-ph
Dust-acoustic instability driven by drifting ions and electrons in the dust plasma with Lorentzian kappa distribution
用动力学理论研究了尘埃等离子体中漂移电子和离子驱动的尘埃声波的不稳定性。所有的等离子体成分(电子,离子和尘埃粒子)被假定为洛伦兹卡帕分布。三种血浆成分的kappa分布的光谱指数kappa是不同的。得到的不稳定增长率不仅与等离子体的物理量有关,而且与光谱指数有关。数值结果表明,当归一化波数较小时,电子折射率对尘埃声波有稳定作用,离子折射率对尘埃声波有不稳定作用,而当归一化波数较大时,电子折射率和离子折射率对尘埃声波几乎没有影响。反之,当归一化波数较小时,尘埃粒子指数对不稳定增长率几乎没有影响,而当归一化波数较大时,尘埃粒子指数对尘埃波有稳定作用。
2009-12-27 astro-ph.EP cond-mat.stat-mech physics.geo-ph
Energy exchange between electrons and ions in ion temperature gradient turbulence
本研究通过回旋动力学模拟揭示ITG湍流总是将能量由离子转移给电子,并验证准线性模型可预测该能量交换及粒子、热通量。
2024-06-17 physics.plasm-ph
Theoretical and numerical investigation of the shock formation of dust ion acoustic waves
本文对尘埃等离子体中大振幅尘埃离子声波(DIAWs)的自陡和激波形成进行了理论和数值研究。我们比较了非色散两种流体模型,它预测形成大振幅压缩和稀疏尘埃离子声(DIA)冲击,与弗拉索夫/流体模拟离子动力学处理,而玻尔兹曼分布假设的电子。
2004-10-12 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
Kinetic instability of ion acoustic mode in permeating plasmas
在具有相对于静态离子的电子漂移(电流)的等离子体中,如果定向电子速度超过离子声速,则离子声波受到动力学不稳定性的影响。在一个准中性电子-离子等离子体通过另一个静态准中性(靶)等离子体传播的情况下,不稳定性阈值变得不同。传播等离子体的阈值速度可以远低于静态等离子体的离子声速。这种无电流的不稳定性在空间和天体物理等离子体中可能经常出现。
2009-06-19 physics.plasm-ph
Modulational instability of dust-ion-acoustic waves in pair-ion plasma having non-thermal non-extensive electrons
研究了在含有惯性对离子、无惯性非热非广延电子和不动带负电荷大质量尘埃颗粒的四分量对离子等离子体中尘埃离子声波的调制不稳定性判据。利用约化微扰方法导出了一个非线性薛定谔方程(NLSE). NLSE的非线性系数和色散系数可以预测DIAWs和相关的一阶和二阶DIA流氓波(DIARWs)的调制稳定和不稳定的参数机制。的MI增长率和配置的DIARW的检查,它被发现,MI增长率增加(减少)的负离子的存在(不存在)的情况下,随着带负电荷的尘埃粒子的数密度的增加。同时还观察到DIARW的振幅和宽度随着负(正)离子质量的增加而增大(减小)。简要讨论了这些结果对实验室和空间等离子体的意义。
2021-02-03 physics.plasm-ph
Experimental verification of Boltzmann equilibrium for negative ions in weakly collisional electronegative plasmas
在直流多偶极室中研究了Ar-O_2弱碰撞电负性等离子体。观察到一个带负电的核和一个带正电的晕。非漂移体中负离子与电子的密度比(α)为0.43。利用离子声波的相速度和激光诱导荧光法测得的正离子的漂移速度,得到了α的分布。实验表明负离子处于玻尔兹曼平衡,温度为0.06 \pm 0.02 eV。在负电性核和正电性晕之间没有发现双层结构。
2012-03-25 physics.plasm-ph
Drift waves with dust acoustic wave coupling
漂移波是密度不均匀的磁化等离子体的一种主要模式。它在垂直于环境磁场的粒子、能量和动量的传输中起着重要的作用。该模式的频率由不均匀尺度长度决定,并且比涉及离子和电子的典型均匀等离子体模式低得多。在这项工作中,这种特殊的模式与尘埃等离子体介质的低频模式耦合的可能性被认为是。
2019-03-06 physics.plasm-ph
The ion-acoustic turbulence in the skin layer of the inductively coupled plasma
建立了感应耦合等离子体(ICP)表层非模态离子声不稳定性理论。这种不稳定性具有与时间相关的增长率,并且由在有质动力作用下电子相对于离子的加速运动在表层中形成的电流驱动。结果表明,离子声湍流(IAT)在皮肤层中的发展以及IAT对电子的散射是皮肤层非线性吸收射频能量的基本非线性通道。
2020-12-28 physics.plasm-ph
Dust-acoustic rogue waves in an opposite polarity dusty plasma featuring non-extensive statistics
本文从理论上研究了在极性相反的尘埃等离子体系统中传播的尘埃声波的调制不稳定性。尘埃等离子体系统中含有带正电荷和负电荷的惯性热尘埃粒子以及非广延q分布的电子和离子。非线性薛采用约化摄动法导出了Odinger(NLS)方程。NLS方程不仅导致了行波的MI,而且还导致了由于行波传播中的非线性效应而形成的非线性扰动波(DARW)。通过对NLS方程的分析,揭示了稳定区和不稳定区。据观察,DAWs的基本特征(即稳定性的波剖面,MI增长率,振幅,和宽度的DARWs)显着修改的各种等离子体参数,如非广泛的参数,电子数密度,和电子温度。非广延电子/离子分布的存在对波的MI产生影响。结果表明,非广延分布的离子比电子对金属间化合物的MI有更大的影响。
2017-12-27 physics.plasm-ph
Dust-ion-acoustic shock waves in magnetized plasma having super-thermal electrons
本文研究了尘埃离子声激波(DIASHW)在含有无惯性超热电子、惯性暖正离子和负尘埃颗粒的三分量磁化等离子体中的传播。用约化摄动法导出了Burgers方程。在考虑惯性暖正离子和负尘埃粒子的情况下,数值模拟了超热电子存在时的正激波和负激波结构。研究了倾斜角($δ$)、光谱指数($κ$)、运动粘度($η$)、等离子体种类的数密度和电荷状态对DIASHW形成的影响。结果表明,正激波势和负激波势均随倾斜角的增大而增大。正、负激波的振幅大小不受等离子体运动粘度的影响,但正、负激波的陡度随等离子体运动粘度的变化而减小。我们的研究结果在空间和实验室等离子体的影响进行了简要讨论。
2021-04-08 physics.plasm-ph
Geodesic Acoustic Modes in pair plasmas confined in tokamak magnetic fields
De Vinci Higher Education(德芬奇高等教育);De Vinci Research Center(德芬奇研究中心)
本文推导了离子与电子质量相等的对等离子体中测地声模的色散关系,该模式对托卡马克湍流调控和约束至关重要,相关实验有助于研究基础等离子体物理及早期宇宙形成。
2026-09-22 physics.plasm-ph
Electron-acoustic_solitary_structures_in_two-electron-temperature_plasma_with_superthermal_electrons
研究了非线性电子声波在由冷电子流体、超热电子和定态离子组成的非磁化无碰撞等离子体系统中的传播。本文用约化摄动法得到了一阶势的修正Korteweg-de Vries(mKdV)方程。小振幅电声孤立波,例如,给出了孤子解和双层解,并讨论了超热电子对孤子性质的影响。但结果表明,弱平稳EADLs不能被本模型所支持。
2011-12-17 physics.plasm-ph
Heavy ion-acoustic rogue waves in electron-positron multi-ion plasmas
本文从理论上研究了重离子声波在四组分多离子等离子体(含惯性重负离子和轻正离子,以及无惯性非广延电子和正电子)中的非线性传播。采用约化微扰法导出了非线性薛定谔方程。研究发现,非线性光散射方程导致了高强度IAWs的调制不稳定性(MI),并导致了高强度IAWs在传播过程中的非线性和色散效应,从而导致了高强度IAWs的流氓波(HIARWs)的形成。确定了HIAWs的MI条件,以及生成的HIARW的基本性质。结果表明,HIARW的显著特征(即不稳定性判据、MI的增长率、HIARW的振幅和宽度等)电子和正电子的非扩展性、轻正离子质量与重负离子质量之比、电子数密度与轻正离子数密度之比、电子温度与正电子温度之比等因素的影响,我们目前的调查与空间观测的相关性(即彗星彗发和地球电离层)和实验室(激光等离子体相互作用实验装置)等离子体。
2017-06-18 physics.plasm-ph
Dust-acoustic solitary waves and shocks in strongly coupled quantum plasmas
研究了由无间隙电子和离子以及强耦合惯性带电尘埃粒子组成的强耦合尘埃等离子体中静电尘埃声(DA)孤波和激波的传播特性。考虑了一个广义粘弹流体动力学模型和一个量子流体动力学模型,前者考虑了静电尘埃压力和尘埃粒子强耦合的影响,后者考虑了量子力和电子、离子的Bohm势和交换关联势的影响。通过对色散关系、类Korteweg-de Vries(KdV)方程和类KdV-Burgers(KdVB)方程的推导和分析,研究了DA波的线性和弱非线性理论。结果表明,在动力学制度($ωτ_m\gg1$,其中$ω$是波频率和$τ_m$是粘弹性弛豫时间),DA孤立波的振幅随时间缓慢衰减与少量的尘埃粘度的影响。然而,DA冲击类扰动可以激发在流体动力学制度与$ωτ_m\ll1$。给出了KdV和KdVB方程的解析解和数值解,并与系统参数进行了分析。
2015-03-19 physics.plasm-ph
Acoustic waves in the Jovian dusty magnetosphere: A brief review and meta-analysis
尘埃粒子在空间和天体物理等离子体中的普遍存在,吸引了众多的研究者对不同天体环境下不同本征模结构的集体激发和传播动力学进行研究。它包括行星环,行星际空间,彗星的尾巴,小行星带,行星大气等。无处不在的带电尘埃粒子具有集体的动力学自由度,从而导致激发相对低频的模式,如尘埃离子声波(DIAWs),尘埃声波(DAWs),尘埃库仑波(DCWs),等等。尘埃等离子体稳定性研究的一个有趣的普遍性在于木星磁层(即,木星等离子体),嵌入超音速太阳风。本文简要地回顾了近年来在尘埃-声波和相关的集体不稳定性动力学方面的最新研究工作。建议的探索性荟萃分析的主要目的是植根于简要概述了最新的调查,这种集体不稳定的过程按时间顺序。一个特别注意的是,主要是本构较轻的电子和离子对较重的正电荷尘埃颗粒(微球)的热统计分布规律。较轻的两种物质(电子+离子)的捕获机制是另一个添加剂的功能在这里重新适当。最后,我们清楚地推断出一些未来的方向,在更广泛的范围内,无论是横向还是纵向。
2022-11-15 physics.plasm-ph
The ion-acoustic instability of the inductively coupled plasma driven by the ponderomotive electron current formed in the skin layer
本文针对射频波中电子的速度等于或大于电子热速度的情况,建立了电感耦合等离子体(ICP)的稳定性理论。该理论预言了ICP的不稳定性的存在,这些不稳定性是由加速电子在有质动力的作用下移动相对离子而在皮层中形成的电流驱动的。
2020-06-02 physics.plasm-ph
Azimuthal ion movement in HiPIMS plasmas -- Part II: lateral growth fluxes
本文利用铬示踪粒子和多普勒频移测量研究磁控管等离子体中的横向生长通量,发现加入电子霍尔电流阻力后直线视线模型可解释HiPIMS中的方位角位移。
2023-06-06 physics.plasm-ph
Dust-ion-acoustic rogue waves in presence of non-extensive non-thermal electrons
研究了尘埃等离子体系统中的尘埃-离子-声(DIA)无赖波(DIARWs),该系统中含有非热非广延分布的无惯性电子、惯性暖离子和负尘埃颗粒。利用约化微扰方法得到了一个描述DIA波调制不稳定性条件的非线性薛定谔方程。通过对NLSE的数值分析发现,等离子体系统既支持NLSE色散系数和非线性系数同号的调制稳定域,又支持NLSE色散系数和非线性系数同号的不稳定域,而且只在不稳定域中支持DIARW。DIAWs的基本特征(DIAWs的稳定性、MI、生长速率、幅度和宽度等)与DIARW的形态学特征有关。等离子体参数(尘埃电荷态、电子和离子数密度、非广延参数q和非热参数$α$等)对等离子体的能量分布有显著的影响。本研究有助于理解在实验室和空间环境中,无惯性混合分布的电子可以与惯性离子和尘埃颗粒存在的DIARW的形成机制。
2019-10-31 physics.plasm-ph
Modulational instability of ion-acoustic waves and associated envelope solitons in a multi-component plasma
考虑了一个包含暖离子、等温电子、超热电子和正电子的广义等离子体模型,从理论上研究了离子声波的调制不稳定性。应用约化微扰法导出了一个标准的非线性薛定谔方程,并将其应用于IAWs微波互扰的研究。结果表明,不同等离子体参数对IAWs的MI准则有很大的影响。这些结果对于理解空间和实验室等离子体系统中IAWs的MI条件是有用的。
2020-06-03 physics.plasm-ph