Landau Damping for Non-Maxwellian Distribution Functions
本文在朗道阻尼的数学框架下，研究了线性 Vlasov-Poisson 系统在麦克斯韦分布、kappa 分布及截断分布等多种平衡速度分布下的解，通过分析色散关系的完整根集，探讨解结构对深入理解朗道阻尼现象的启示。
2024-11-11 physics.plasm-ph
Reduction of compressibility and parallel transfer by Landau damping in turbulent magnetized plasmas
采用线性Landau阻尼和有限Larmor半径（FLR）修正的FLR-Landau流体模型，对磁化等离子体中的衰减湍流进行了三维数值模拟。结果表明，与可压缩Hall-MHD的模拟相比，线性朗道阻尼是负责显着的磁声波阻尼，这是一致的线性动力学理论。当β参数不太小时，流体的可压缩性和沿环境磁场的平行能量级联也被显著抑制。与Hall-MHD相比，FLR-Landau流体模型可以正确地描述无碰撞等离子体（如太阳风）中的湍流，从而解释其几乎不可压缩的行为。
2011-09-12 physics.plasm-ph
On Echo Chains in Landau damping: Self-similar Solutions and Gevrey 3 as a Linear Stability Threshold
我们发现，线性化的弗拉索夫-泊松方程周围的自相似非均匀状态附近的零包含完整的等离子体回波机制，产生Gevrey 3作为一个临界稳定类。此外，在这里，朗道阻尼可能会持续，尽管爆破：我们构建了一个关键的Gevrey正则类中的力场收敛在$L^2$。因此，一方面，朗道阻尼的物理现象成立。另一方面，在Sobolev正则性中，密度发散到无穷大。因此，“强阻尼”不能成立。
2020-01-02 math.AP physics.plasm-ph
Suppression of Landau damping via electron band gap
X射线拉曼压缩中的有质动力势可以产生电子带隙，抑制朗道阻尼。该制度被确定在那里的朗缪尔波可以被驱动，而不会在受激拉曼压缩阻尼。结果表明，由于俘获粒子引起的部分波破碎和频率失谐将大大减小。
2010-04-26 physics.optics physics.plasm-ph
Covariant Constitutive Relations, Landau Damping and Non-stationary Inhomogeneous Plasmas
协变线性电磁本构关系模型的制定，具有广泛的适用性的色散和非均匀介质的磁化率张量的计算。一个微扰框架是用来推导出一个线性本构关系的全球中性等离子体，使之能够在这方面描述一个广义的朗道阻尼机制的非平稳非均匀等离子体状态。
2010-03-10 physics.plasm-ph
Fluid energy cascade rate and kinetic damping: new insight from 3D Landau-fluid simulations
使用不可压缩霍尔磁流体动力学（HMHD）湍流的精确定律，从三维HMHD-CGL（双绝热离子和等温电子）和朗道流体（LF）的数值模拟，具有不同强度的朗道阻尼在很宽的波数范围内，通常$0.05\lesssim k_\perp d_i \lesssim100$计算的能量级联率。使用三套跨尺度模拟，其中湍流在大，中，小尺度启动，在不同尺度的流体能量级联的能力进行测试，以“感测”的动力朗道阻尼。级联率估计从精确的法律和直接从模拟计算的耗散显示，以反映朗道阻尼耗散能量在所有尺度上的作用，重点是动力学的。这一结果为在动力学模拟和航天器观测中使用简化流体模型的精确定律分析耗散提供了新的前景，并为无碰撞磁化等离子体的理论描述提供了新的见解。
2021-10-13 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Landau damping
在本文中，我们提出了最近的工作hal-00376547/arXiv：0904.2760的主要结果，这是第一次在非线性背景下建立朗道阻尼。
2009-12-05 astro-ph.GA cond-mat.stat-mech math.AP
Growth rate and gain of stimulated Brillouin scattering considering nonlinear Landau damping due to particle trapping
考虑到由于粒子俘获而导致的朗道阻尼的降低，SBS的生长速率和增益已经被提出来预测SBS反射率的生长和平均水平。由于粒子俘获的影响，本文采用了减少的朗道阻尼来计算SBS的增益，这将使SBS平均反射率的模拟数据与Tang模型更好地一致。这一工作将解决激光与等离子体相互作用中悬而未决的问题，并在参量不稳定性研究中具有广泛的应用。
2019-09-19 physics.plasm-ph
Nonlinear Ion-Acoustic Waves with Landau Damping in Non-Maxwellian Space Plasmas
本文研究非麦克斯韦空间等离子体中朗道阻尼对非线性离子声孤立波的影响，通过多尺度微扰导出含非局部阻尼项的修正KdV方程，获得振幅衰减的解析解，并结合数值模拟揭示了kappa电子统计与朗道阻尼的综合效应。
2024-06-05 nlin.PS physics.plasm-ph physics.space-ph
The Landau Damping Effect and Complex-valued Nature of Physical Quantities
在作者提出的关于物理量复值性质的假设框架内，假定频率不仅可以是一个小的虚部，而且可以是一个波矢，探讨了朗道阻尼的影响。数值解表明，在一定的空间范围内，非碰撞阻尼伴随着波的反倾销，在特定的情况下，反倾销可能优于阻尼。这种效应可能解释了在可控热核聚变问题中与抑制等离子体不稳定性有关的实验困难。
2001-11-25 physics.plasm-ph
Landau damping: paraproducts and Gevrey regularity
我们给出了一个新的、更简单的证明，证明了T^d上的非线性朗道阻尼满足Gevrey-1/s正则性（s > 1/3），这与Mouhot和Villani在朗道阻尼的原始证明[Acta Mathematica 2011]中的形式分析所预测的正则性要求相匹配。我们的证明以一种新颖的方式结合了Landau阻尼的原始证明和2D Euler中无粘阻尼的证明[arXiv：1306.5028]。在2D欧拉的工作中，我们使用paraproduct分解和控制正则性损失，以取代牛顿迭代方案中采用的原始证明。我们执行的时间响应估计从原来的证明，以控制等离子体回波，并将它们耦合到能量估计的分布函数的风格的工作在2D欧拉。
2013-11-12 math-ph math.AP math.MP
Evidence for Electron Landau Damping in Space Plasma Turbulence
湍流能量如何在弱碰撞空间和天体物理等离子体中耗散是一个重要的问题。在这里，我们提出了一个场粒子相关技术的应用，直接测量地球的磁鞘，该地区的太阳风下游的地球的弓形激波的湍流电磁场和电子之间的能量转移。从平行的电场作为电子速度的函数的长期的能量转移的测量示出了与朗道阻尼一致的签名。这个签名是连贯的，随着时间的推移，接近预测的共振速度，类似于动力学Alfvén湍流模拟中看到的，并在相位随机化下消失。这表明，电子朗道阻尼可以在湍流等离子体加热中发挥重要作用，该技术是一个有价值的工具，用于确定粒子的通电过程中运行的空间和天体物理等离子体。
2019-02-15 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-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
Landau damping effects on dust-acoustic solitary waves in a dusty negative-ion plasma
研究了在极端条件下，当无自由电子存在时，非磁化尘埃负离子等离子体中具有朗道阻尼的尘埃声波的非线性理论。冷质量带电尘埃流体方程描述，而两种离子（正，负）的动力学弗拉索夫方程描述。根据Ott和Sudan [Phys. Fluids { \bf 12}，2388（1969）]，导出了一个具有Landau阻尼的Korteweg de-Vries（KdV）方程，该方程控制弱非线性和弱色散DAW的动力学。结果表明，对于一些典型的实验室和空间等离子体，Landau阻尼效应（和非线性）比有限德拜长度（色散）效应更为显著，而有限德拜长度（色散）效应使KdV孤子理论不适用于尘埃对离子等离子体中的DAW。研究了正离子与尘埃密度比$(μ_{pd})$以及正离子与负离子温度比$(σ)$和质量比$(m)$对线性相速度、孤波振幅（存在和不存在朗道阻尼）以及朗道阻尼率的影响。
2014-07-11 physics.plasm-ph
The role of non-linear Landau damping for cosmic-ray transport
本文首次通过混合PIC模拟研究高β等离子体中非线性朗道阻尼对宇宙线自生散射的影响，发现其加热背景等离子体、降低宇宙线漂移速度，并引发产生非共振大尺度模式的逆级联过程。
2024-09-03 astro-ph.HE physics.plasm-ph
A New Look at the Landau's Theory of Spreading and Damping of Waves in Collisionless Plasmas
麦克斯韦等离子体中的等离子体波和朗道阻尼理论，朗道的"绕极规则“包括可疑的陈述，特别是与色散方程的人工"构造”有关的陈述，这应该允许它的解的可能性，否则根本不存在，以及在一维拉普拉斯变换中相应的非常具体的破裂函数的分析延拓的可能性，朗道所使用的，他的理论的基础是什么。我们代表，作为一个可访问的变体，一个更一般的替代理论的基础上，一个二维拉普拉斯变换，导致在时间和空间的解作为一个复杂的叠加耦合阻尼和{ \em非阻尼\/}平面波和振荡与不同的色散规律为每个组成模式的渐近。这一理论自然而简单地解释了等离子体回波现象的悖论。我们提出了一个新的思想等离子体波（电子和离子声波）的讨论定性不同于传统的朗道阻尼理论的非碰撞以及低碰撞等离子体。
1995-11-11 physics.plasm-ph plasm-ph
Gravitational Landau Damping for massive scalar modes
我们建立了在非碰撞气体中传播的引力标量波的朗道阻尼的可能性。特别是，在均匀性和各向同性的假设下，我们描述了在平衡与Jüttner-Maxwell分布的介质，我们解析地确定从Vlasov方程的阻尼率。我们发现，只有当波的相速度是亚光速在整个介质内的传播发生阻尼。最后，我们采用数值方法研究了宇宙学背景下的相对论介质。
2020-12-31 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
The transition from the classical to the quantum regime in nonlinear Landau damping
从耦合到Poisson方程的Wigner-Moyal方程出发，导出了描述朗缪尔波非线性朗道阻尼的简化方程组。这个系统进行了数值研究，特别侧重于从经典到量子制度的过渡。在量子机制中，我们发现了几个新的特征，其中包括一个量子修正的反弹频率，以及即使在没有捕获粒子的情况下也能发生类似反弹的振幅振荡。我们的研究结果的影响进行了讨论。
2015-05-05 physics.plasm-ph
Landau damping in finite regularity for unconfined systems with screened interactions
我们证明了具有一类$L^1$相互作用势（包括屏蔽库仑相互作用的物理情形）的无碰撞Vlasov方程在$\mathbb R^3_x \times \mathbb R^3_v$上的Landau阻尼，其中扰动为无限均匀背景的局部扰动.与有限的情况下$\mathbb T^3_x \times \mathbb R_v^3$，结果得到的初始数据在索伯列夫空间（以及Gevrey和分析类）。对于远离零的空间频率，密度的朗道阻尼与受限情况相似。由于$\mathbb R_x^3$上可用的附加色散机制降低了等离子体回波共振的强度，有限规则性是可能的。
2016-04-20 math.AP physics.plasm-ph
A Numerical Study of Landau Damping with PETSc-PIC
我们提出了一个标准的等离子体物理测试，朗道阻尼，使用粒子在细胞（PIC）算法的研究。朗道阻尼现象是指在没有碰撞的情况下等离子体中微小振荡的阻尼。在PIC方法中，一个混合离散构造与网格的离散支持的基函数表示的电场，磁场和/或引力场，和一个分布的delta函数表示的粒子场。近似的色散关系被发现是不充分的精确计算值的电场频率和阻尼率时的物理系统的参数，如等离子体频率或热速度，是变化的。我们提出了一个完整的推导和数值解的色散关系，并验证了PETSC-PIC数值解的Vlasov-Poisson波数和电荷密度的大范围。
2023-03-22 cs.CE physics.plasm-ph
The Importance of Electron Landau Damping for the Dissipation of Turbulent Energy in Terrestrial Magnetosheath Plasma
日光层等离子体湍流在将大尺度磁场和等离子体流波动的能量转移到小尺度上耗散，最终导致等离子体加热的过程中起着关键作用。磁层多尺度飞行任务对地球磁鞘中的电磁场和电子速度分布进行了高质量的测量，这为描述等离子体湍流的特征和确定其耗散机制提供了一个独特的机会。我们应用场粒子相关技术的一组20 MMS磁鞘间隔，以确定耗散机制和量化的耗散率。据发现，95%的间隔具有电子朗道阻尼的速度空间签名，这与动力学Alfvén波的无碰撞阻尼的线性动力学理论定量一致。大约75%的间隔包含不对称的签名，这表明沿磁场的一个方向上的动力阿尔文波能量通量的局部不平衡。大约三分之一的间隔具有相同的数量级的估计的湍流级联率的电子的衰减率，这表明电子朗道阻尼起着显着的，有时占主导地位，在这些磁鞘间隔的湍流能量的耗散的作用。
2021-12-03 physics.plasm-ph physics.space-ph
Suppression of plasma echoes and Landau damping in Sobolev spaces by weak collisions in a Vlasov-Fokker-Planck equation
本文研究了相空间$(x,v) \in \mathbb T_x^n \times \mathbb R^n_v$中具有非线性碰撞的Vlasov-Fokker-Planck方程在弱碰撞极限下的Landau阻尼。目标有四个方面：（A）了解碰撞如何抑制等离子体回波，并使朗道阻尼与索伯列夫空间中的线性理论一致，（B）了解相位混合如何加速碰撞弛豫，（C）更好地了解等离子体如何在朗道阻尼期间返回全局平衡，（D）排除碰撞驱动的非线性不稳定性占主导地位。本文给出了线性理论在Sobolev正则性中精确所需的Knudsen数与扰动的最大大小之间的标度律的估计。我们推测这种缩放是尖锐的（对数校正），由于潜在的非线性回波在无碰撞模型。
2020-07-16 math.AP physics.plasm-ph
Nonlinear Landau damping of wave envelopes in a quantum plasma
本文重新讨论了量子电子-正电子对等离子体中静电波包的朗道阻尼非线性理论。从耦合到Poisson方程的Wigner-Moyal方程出发，应用多尺度技术，导出了控制静电场演化的非线性薛定谔（NLS）方程.结果表明，NLS方程的系数，包括非局部非线性项，这是由于共振粒子具有群速度的WEs，显着修改的粒子色散。量子参数$H$（等离子体激元能量的热能密度的比率），与粒子的色散，载波的朗道阻尼率的影响，以及调制不稳定性的WEs。结果表明，朗道阻尼率和孤波振幅衰减率与经典值$(H=0)$相比有很大的减小。
2016-10-24 physics.plasm-ph
Ion Landau Damping on Drift Tearing Modes
动力学处理的漂移撕裂模式，匹配的内部谐振层的解决方案的外部MHD区域的解决方案，其特征在于$Δ^{\prime}$，未能正确匹配理想的MHD边界条件上的平行电场，$E_{\parallel}.$在本文中，我们演示了如何考虑离子声和离子朗道阻尼效应实现这一点，并将理论的坚实基础。因此，这些效应对漂移撕裂模不稳定性的$Δ^{\prime}$临界值有相当大的贡献，并在确定该阈值的最小值方面起关键作用。
2012-12-18 physics.plasm-ph
Dynamo in weakly collisional nonmagnetized plasmas impeded by Landau damping of magnetic fields
我们对已知在磁流体力学（MHD）中产生发电机的流动进行了完全动力学模拟，考虑了与星系团尺度波动发电机相关的低雷诺数和高磁普兰特数的情况。我们发现，朗道阻尼的电子导致快速衰减的磁扰动，阻碍发电机。这种无碰撞阻尼过程在电子未磁化的空间尺度上起作用，从而减小了高磁普朗特数波动发电机中磁场增长的尺度范围。当电子没有被磁化到电阻标度时，磁能谱预计将受到磁朗道阻尼对应的标度的限制，或者如果更小，则受到电子回旋半径标度的限制，而不是电阻标度。因此，在模拟中，我们观察到衰减的磁场，电阻磁流体力学预测发电机。
2020-06-26 physics.plasm-ph
N-body description of Debye shielding and Landau damping
本文进一步深入了解了最近发表的德拜屏蔽和朗道阻尼的N体描述[Escande D F，Elskens Y和Doveil F 2014 Plasma Phys. Control. Fusion 57 025017]。用更简单、更严格的方法导出了它的静电势基本方程。讨论了新方法的各种物理后果，并将这种方法与Pines和Bohm的开创性方法[Pines D和Bohm D 1952 Phys.Rev.85 338- 353]进行了比较。
2015-09-30 physics.class-ph physics.plasm-ph
Weakly collisional Landau damping and three-dimensional Bernstein-Greene-Kruskal modes: New results on old problems
朗道阻尼和Bernstein-Greene-Kruskal（BGK）模是等离子体物理中最基本的概念。前者描述了无碰撞等离子体中线性等离子体波令人惊讶的阻尼，后者描述了弗拉索夫方程的精确无阻尼非线性解。这两者之间确实存在一种关系：朗道阻尼可以被描述为无阻尼本征模的相位混合，即所谓的Case-Van Kampen模，在线性极限下可以被视为BGK模。虽然这些概念已经存在了很长一段时间，但意想不到的新结果仍在被发现。对于朗道阻尼，我们表明，教科书中的相混合的图片被深刻地改变存在的碰撞。特别地，Case-Van Kampen模式的连续谱被消除并且被离散谱取代，即使在零碰撞的极限下。此外，我们表明，这些离散的本征模形成一个完整的解决方案。朗道阻尼的解决方案，然后恢复为真正的本征模（他们不是在碰撞理论）。对于BGK模式，我们的兴趣是由最近发现的磁层等离子体中的静电孤立波。虽然一维BGK理论已经相当成熟，但在文献中似乎没有精确的三维解（除了当磁场足够强时可以应用引导中心近似的极限情况）。事实上，我们表明，仅依赖于能量的二维和三维解是不存在的。然而，如果解依赖于能量和角动量，我们可以构造精确的三维解的非磁化的情况下，和二维解的情况下，有一个有限的磁场。后者被证明是精确的，完全电磁解的稳态Vlasov-Poisson-Ampère系统。
2011-09-07 physics.plasm-ph physics.space-ph
On the theory of the nonlinear Landau damping
首次得到了无碰撞含时Vlasov方程的精确解。利用这个解，考虑了朗缪尔波在非线性阶段的行为。分析受到保持电场强度二次幂的一阶非线性近似的限制。它表明，在一般情况下，有限振幅的波不受阻尼。只有在线性近似中，当波幅很小时，波才经历阻尼。结果表明，与确定的共振条件施加，波变得不稳定。
2020-02-25 physics.plasm-ph
Statistical mechanics of Landau damping
朗道阻尼是Vlasov方程的解趋向于空间均匀分布函数的趋势。然而，分布函数仅弱地接近空间齐次流形，并且玻尔兹曼熵不被Vlasov方程改变。另一方面，密度和动能密度，这是分布函数的积分，接近空间均匀状态强烈，这是伴随着流体动力学熵的增长。当Vlasov方程通过Escherichfest约化化为密度和动能密度的演化方程时，可以看到这种行为。
2017-11-27 cond-mat.stat-mech math.AP physics.flu-dyn
Landau Damping of Electrostatic Waves in Arbitrarily Degenerate Quantum Plasmas
本文系统地研究了任意简并量子电子等离子体中线性静电波的色散关系。我们解决了复杂的频谱波数$k$和退化水平$μ$的任意值。我们的发现是，对于大的$k$和高的$μ$，频率的实部$ω_{r}$与$k$线性增长，并且仅由于费米能量的缩放而与$μ$缩放。在这种状态下，相对朗道阻尼率$γ/ω_{r}$变得与$k$无关，并与$μ$成反比。因此，阻尼是弱的，但在短波长的中等简并水平下是有限的。
2016-03-01 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Caldeira-Leggett Model, Landau Damping, and the Vlasov-Poisson System
Caldeira-Leggett哈密顿量（方程(1)下文）描述了离散谐振子与谐振子的连续浴的相互作用。该系统是宏观低温物理学中耗散的标准模型，并且在超导体、量子计算和宏观量子隧穿中有应用。分析了Caldeira-Leggett模型与线性化的Vlasov-Poisson方程的相似性，指出Caldeira-Leggett模型中的阻尼类似于等离子体中的Landau阻尼[1]。提出了一种可逆线性变换[2，3]，将Caldeira-Leggett模型的解转换为线性化的Vlasov-Poisson系统的解。
2010-08-30 math-ph math.MP physics.plasm-ph
Characterizing the Velocity-Space Signature of Electron Landau Damping
本研究通过不同离子等离子体β值的动理学湍流模拟，用场-粒子关联技术表征电子朗道阻尼的速度空间特征，为航天器原位等离子体湍流观测的关联分析提供框架。
2023-10-03 physics.plasm-ph
Asymptotic state of nonlinear Landau damping in one-dimensional plasma
Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学）；State Key Laboratory of Advanced Electromagnetic Technology, International Joint Research Laboratory of Magnetic Confinement Fusion and Plasma Physics, School of Electrical and Electronic Engineering, Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学电气与电子工程学院，先进电磁技术国家重点实验室，磁约束聚变与等离子体物理国际联合研究中心）；University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）；University of Alaska Fairbanks（阿拉斯加大学费尔班克斯分校）
本文通过准线性模型和辛积分器研究一维等离子体中非线性兰道阻尼的渐近状态，发现其表现为多波BGK结构，具有相空间中的多个涡旋特征。
2025-12-19 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
Generalized Plasma Dispersion Function: One-Solve-All Treatment, Visualizations, and Application to Landau Damping
本文提出了一种统一、快速、有效的数值计算等离子体色散函数的方法，该方法可将麦克斯韦分布扩展到几乎任意的分布函数，如$δ$分布、平顶分布、三角分布、$κ$分布或洛伦兹分布、慢化分布和不完全麦克斯韦分布。奇异性和解析延拓问题也得到了一般性的解决。由于通常的结论$γ\propto\partial f_0/\partial v$在讨论分布函数对Landau阻尼的影响时只是一个粗略的近似，这种方法为严格计算一般分布函数下等离子体的线性波和不稳定性提供了一个有用的工具。通过线性初值模拟方法对结果进行了验证。还提供了广义等离子体色散函数的直观可视化。
2013-09-07 physics.comp-ph physics.plasm-ph physics.space-ph
Linear Landau damping, Schrödinger equation, and fluctuation theorem
将线性化Vlasov-Poisson方程组转化为薛定谔方程，证明朗道阻尼中相对随机熵满足涨落定理，并揭示能量与熵扰动之差为不变量，为无碰撞等离子体过程提供新见解。
2025-08-08 physics.plasm-ph
Direct path from microscopic mechanics to Debye shielding, Landau damping, and wave-particle interaction
利用$N$ -体系统的牛顿第二定律，直接从等离子体的$N$ -体描述导出德拜屏蔽和朗道阻尼。这是在几个步骤中完成的，使用微积分的标准工具进行初等计算，没有概率设置。出乎意料的是，德拜屏蔽与朗道阻尼一起遇到。这种方法被证明是合理的，在一维的情况下，当德拜球中的粒子数变得很大。该理论的扩展，以适应正确的描述捕获和混乱由于朗缪尔波。屏蔽和碰撞输运被认为是电子排斥偏转的两个相关方面，以这种方式，每个粒子被所有其他粒子屏蔽，同时保持不间断的运动。
2014-09-15 nlin.CD physics.plasm-ph
Mode-coupling and nonlinear Landau damping effects in auroral Farley-Buneman turbulence
极光区$E$中Farley-Buneman湍流的基本问题在过去的二十年中一直被广泛讨论和争论。在本论文中，我们打算澄清的不同步骤，极光$E$区域等离子体必须经过达到稳定状态之前。模式耦合计算，为Farley-Buneman湍流，是为了把它的角度，并估计其大小相对于所产生的异常效应，通过非线性波粒子相互作用。这种非线性效应，被称为非线性“朗道阻尼”，是由于波的耦合产生了其他波，这些波又通过朗道阻尼将能量损失给了大量的粒子。这导致波能量的衰减，并因此导致等离子体的加热。导出了场谱演化的方程，并对方程中的每一项给出了物理解释。
1998-10-01 physics.plasm-ph
A New Approach to Compute Linear Landau Damping
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）
该研究提出一种半解析方法计算线性朗道阻尼的精确时域解，无需计算介电函数复零点，可应用于无磁化静电等离子体及带均匀磁场的线性弗拉索夫-麦克斯韦问题。
2026-08-06 physics.plasm-ph
Surrogate Modeling of Landau Damping with Deep Operator Networks
针对动力学模拟计算成本高难以用于大规模等离子体建模的问题，研究基于Vlasov-Poisson数据用DeepONets构建代理模型，可高精度复现朗道阻尼等复杂等离子体行为，助力大规模空间与天体物理等离子体建模。
2025-09-04 astro-ph.HE astro-ph.IM astro-ph.SR
Landau Damping of Geodesic Acoustic Mode in Toroidally Rotating Tokamaks
利用适用于旋转轴对称等离子体中低频微不稳定性的修正陀螺动力学（MGK）方程，分析了测地声学模（GAM）。推导了任意马赫数下GAM的色散关系。无论平衡流的方向如何，环向旋转对GAM的影响是相同的。结果表明，环向马赫数$M$增加GAM频率和显着降低朗道阻尼率。并对经典的陀螺动力学方程（CGK）的有效性进行了检验。对于零电子温度，CGK与MGK相同。对于非零电子温度，CGK给出与MGK相同的GAM的真实频率，但是引起与$M^3/q$成比例的增长率的不稳定性，其中$q$是安全因子。
2015-01-16 physics.plasm-ph
Decay of geodesic acoustic modes due to the combined action of phase mixing and Landau damping
测地声学模（GAM）是电场的振荡，其在托卡马克等离子体中的重要性是由于它们在湍流调节中的作用。本文采用解析理论和数值模拟的方法研究了GAM的线性无碰撞阻尼。相混合和朗道阻尼的综合效应被发现快速重新分配的GAM能量在相空间中，由于通过的离子的有限轨道宽度和级联的波数相混合的协同作用。当等离子体参数特性的现实托卡马克配置文件被认为是，GAM衰减时间被发现是一个数量级低于由于单独的朗道阻尼的衰减，并在某些情况下，由于与ITG模式的非线性相互作用的特征GAM驱动时间的相同数量级。特别是，径向模式结构的演变在这里进行了研究，并通过一个专用的初始值代码和诊断定量再现。
2016-08-11 physics.plasm-ph
Spatially Localized Particle Energization by Landau Damping in Current Sheets Produced by Strong Alfven Wave Collisions
理解磁化等离子体中湍流涨落的能量去除以及由此产生的等离子体组成粒子的扰动是太阳物理学和天体物理学的一个主要目标。以前的工作表明，对向传播的阿尔芬波之间的非线性相互作用-或阿尔芬波碰撞-是天体物理等离子体湍流的基本组成部分，并在强非线性极限下自然产生电流片。一个强阿尔芬波碰撞的非线性gyrokinetic模拟被用来检查阻尼的电磁波动和相关的粒子的自洽产生的电流片中发生的阻尼。一个简单的模型解释了由于无碰撞阻尼和相关的粒子阻尼所产生的能量流，以及随后通过碰撞使粒子能量热化。由平行电场包围的净粒子被示出为空间间歇性的，并且非线性演化在使空间非均匀性方面是必不可少的。使用最近开发的场粒子相关技术，我们表明，粒子共振的Alfven波在模拟中占主导地位的能量转移，最终证明朗道阻尼在空间间歇性阻尼的电磁波动和随之而来的粒子在这个强非线性模拟的阻尼起着关键作用。
2017-07-21 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Thermal ion kinetic effects and Landau damping in fishbone modes
等离子体宏观不稳定性的动力学-MHD混合模拟方法可以扩展到包括热离子和高能离子的动力学效应。新的耦合方案除了压力耦合外，还包括热离子和MHD之间的密度和平行速度的同步，以保证准中性条件并避免数值误差。新方法已在动力学MHD程序M3 D-C1-K中实现，并用于研究DIII-D和NSTX中鱼骨模式下的热离子动力学效应和朗道阻尼。结果表明，热离子动力学效应可以使$q_\mathrm{min}>1$的非共振$n=1$鱼骨模的频率增加，Landau阻尼可以提供额外的稳定效应.对NSTX中的$n=1$鱼骨模进行了非线性模拟，计算了磁通量表面的扰动和高能粒子的输运。
2022-06-08 physics.plasm-ph
Energy Dissipation and Landau Damping in Two- and Three-Dimensional Plasma Turbulence
等离子体湍流在空间和天体物理等离子体中普遍存在，在等离子体湍流中起着重要的作用，但导致湍流能量耗散的物理机制仍有待确定。二维动力学模拟已被广泛用于研究耗散过程。2D的限制如何影响能量耗散仍不清楚。这项工作提供了一个模型的比较两维和三维（3D）等离子体湍流使用gyrokinetic模拟，它还探讨了在耗散过程中的动态分布函数。结果表明，低β等离子体的2D和3D非线性回旋动力学模拟都产生了与3D线性模拟中Alfvén波线性朗道阻尼相同的电子速度空间结构。在整个湍流模拟过程中不断出现的速度空间结构表明，朗道阻尼的作用可能是负责在2D和3D中的湍流能量转移到电子，并使随后的不可逆加热等离子体通过碰撞平滑的速度空间波动。尽管在不存在沿平衡磁场的变化的2D情况下，可以预期朗道阻尼是不可能的，但是在2D谐振分母中出现公共三角因子，使得谐振条件与3D情况相比不变。2D和3D情况的演变在性质上是相似的。然而，定量的非线性能量级联和随后的耗散是显着较慢的二维情况下。
2016-12-04 astro-ph.SR 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
Linear wave action decay entailed by Landau damping in inhomogeneous, nonstationary and anisotropic plasma
本文研究了电子波在无碰撞、非均匀、非平稳、各向异性等离子体中的线性传播。等离子体的特征在于它的分布函数，$f_H$，在零级波振幅。这个分布函数可以任意选择，只要它能解弗拉索夫方程，所有的流体力学量都是从这个分布函数导出的。然后，从线性化的电子运动方程和高斯定律，推导出波振幅的包络方程，假定其随时间和空间尺度的演化比波的振荡周期大得多。包络方程可以被转换成一个方程的波的作用，从惠瑟姆的变分原理，证明了行动衰减由于朗道阻尼。此外，在波数和频率变化的一阶朗道阻尼率推导。作为简要讨论，本文概括了许多以前的作品在这个问题上，提供了一个理论基础的启发式参数有关的行动衰减，也解决了传播的外部驱动波。
2015-01-19 physics.plasm-ph
Gyrokinetic investigation of the damping channels of Alfvén modes in ASDEX Upgrade
托卡马克中能量粒子驱动的Alfvénic不稳定性的线性失稳和非线性饱和强烈依赖于阻尼通道。在这项工作中，无碰撞阻尼机制的Alfvénic模式进行了研究的陀螺框架内，通过全球模拟与粒子在细胞代码ORB 5，并与本征值代码LIGKA和简化模型进行比较。特别是，连续阻尼和朗道阻尼（离子和电子）被认为是。电子朗道阻尼被发现是占主导地位的离子朗道阻尼实验相关的情况下。作为应用，对ASDEX Upgrade中由超环面引起的Alfvén本征模和能量粒子驱动模的线性和非线性动力学进行了理论研究，并与实验测量结果进行了比较.
2019-10-31 physics.plasm-ph
Phase mixing importance for both Landau instability and damping
利用哈密顿方法讨论了$N$近共振电子与单朗缪尔波相互作用系统的等离子体自洽动力学。与弗拉索夫描述的连接重新通过数值计算的范坎彭一样的本征频率的线性化动力学的多个自由度。这两个指数状增长以及阻尼的朗缪尔波出现从光束模式之间的相位混合效应，揭示了意想不到的相似性之间的稳定和不稳定的制度。
2017-01-27 nlin.CD physics.class-ph physics.plasm-ph
Landau damping of Gardner solitons in a dusty bi-ion plasma
研究了非磁化尘埃等离子体中线性朗道阻尼对尘埃声孤立波非线性传播的影响。极大量的，微米抓住，冷和带负电荷的尘埃粒子由流体方程描述，而两种正离子，即冷（重）和热（轻）离子由动力学弗拉索夫方程描述。根据Ott和Sudan [Phys. Fluids { \bf 12}，2388（1969）]，并通过考虑低阶和高阶扰动，具有Landau阻尼的DASW的演化被示出由Korteweg-de Vries（KdV）、修改的KdV（mKdV）或Gardner（KdV-mKdV）类方程控制。研究了不同冷热离子温度比$(σ)$、数密度比$(μ)$和冷热离子质量比$m$时，DASW的相速度和朗道阻尼率的特性.研究了在不同的参数范围内，具有小朗道阻尼效应的KdV、mKdV和Gardner孤子振幅衰减率的不同特征。结果表明，Gardner孤子指向比KdV和mKdV孤子更低的振幅。这些结果可能有助于理解实验室和空间等离子体（例如，土星的F环），其中自由电子的数量密度远小于离子的数量密度，并且重的、微米级的被捕获的尘埃颗粒是高度带电的。
2015-07-16 physics.plasm-ph
Critical velocity-space mode scalings in linear and nonlinear Landau damping for the Vlasov--Poisson system
Ergodic LLC（Ergodic有限公司）；Laboratory for Laser Energetics, University of Rochester（罗切斯特大学激光能量学实验室）；Pasteur Labs（巴斯德实验室）
研究确定了线性和非线性Landau阻尼中Vlasov-Poisson系统所需的速度空间分辨率上限，通过统一的级联平衡论证推导出关键的傅里叶和赫尔米特速度空间模数的分析缩放关系，结果依赖于回旋频率ω_b、波数kλ_D和电子-电子碰撞频率ν。
2026-05-16 physics.plasm-ph
On Landau damping
在朗道阻尼理论中，如何超越线性化研究一直是一个长期存在的问题。本文建立了解析正则的指数朗道阻尼。阻尼现象被重新解释在动力学和空间变量之间的规律性转移，而不是能量交换方面;相混合是驱动机制。分析涉及新的家庭的分析规范，测量规律性的自由输运方程的解决方案相比，新的功能不等式，控制非线性回波，尖锐的散射估计，和牛顿近似方案。我们的结果适用于任何潜在的不超过库仑或牛顿相互作用奇异的极限情况下，包括特定的技术努力。作为一个副结果，非线性Vlasov方程的齐次平衡点的稳定性建立在尖锐的假设。我们指出了与KAM理论的强类比，并讨论了物理意义。
2009-12-06 astro-ph.GA cond-mat.stat-mech math.AP
Electron Landau Damping of Kinetic Alfvén Waves in Simulated Magnetosheath Turbulence
湍流被认为在太阳风等离子体的加热中发挥了作用，尽管关于在日光层中驱动这一过程的机制的确切性质仍有许多问题有待解决。特别是，在湍流级联的动力学耗散范围内，粒子与湍流电磁场之间的无碰撞相互作用的物理学仍然没有完全理解。磁层多尺度（MMS）观测的间隔最近的分析使用场粒子相关技术来证明，电子朗道阻尼参与地球磁鞘中的湍流耗散。基于这一发现，我们进行了一个高分辨率的gyrokinetic数值模拟的湍流在MMS间隔调查的作用，电子朗道阻尼耗散的湍流能量。我们采用场粒子相关技术对我们的模拟数据，我们的结果进行比较，已知的速度空间签名的朗道阻尼耗散范围外，并评估净电子阻尼。我们发现定性的数值和观测结果之间的协议的一些关键方面的ESTA和推测的性质的分歧，根据实验因素，如分辨率的差异，和发展的见解的性质的场粒子相互作用的存在下，色散动力阿尔文波。
2020-09-10 physics.plasm-ph
New closures for more precise modeling of Landau damping in the fluid framework
Hammett和Perkins PRL（1990）通过获得流体层次的封闭性，率先将动力学效应（如朗道阻尼）纳入流体框架，其中回转热通量波动或四阶回转流体力矩的偏差通过低阶流体力矩表示。为了获得围绕双麦克斯韦分布函数展开的流体模型的闭合，出现在动力学理论中的通常的等离子体色散函数$Z(ζ)$或相关的等离子体响应函数$R(ζ)=1 + ζZ(ζ)$必须用适当的Padé近似来近似，使得闭合对于所有$ζ$值都有效。这样的闭包是罕见的，并且Hammett和Perkins的原始闭包经常被使用。在这里，我们提出了一个完整的映射所有合理的朗道流体封闭，可以在四阶矩的水平上构建的回旋极限，我们确定最精确的封闭。此外，通过考虑在高阶矩的1D闭包，我们表明，它是可能的再现线性朗道阻尼流体框架中的任何所需的精度，从而显示收敛的流体和无碰撞动力学的描述。
2018-09-15 physics.plasm-ph
