Analysis of the Drift Instability Growth Rates in Non-Ideal inhomogeneous Dusty Plasmas
本文引入了非理想非均匀尘埃等离子体色散关系的代数形式,从而大大改进了漂移不稳定性增长率的计算。该方法利用了以前发表的Z色散函数的多极近似,并对整个范围有效。通过对这类多项式方程解谱的分析,我们可以很容易地计算出离子尘埃和尘埃声模漂移不稳定性的增长率。的值平行于磁场波长的不稳定性达到最大值仔细本地化和讨论。根据密度梯度、Te/Ti比和尘埃颗粒半径的变化,对不稳定尘埃离子和尘埃声学模式进行了判别和分析。
2004-11-05 physics.plasm-ph
Quantum Treatment of Kinetic Alfvén Waves instability in a dusty plasma: Magnetized ions
研究了三分量非简并流动等离子体中惯性区动力学Alfvén波的色散关系。利用流体- Vlasov方程导出了量子等离子体的线性色散关系.在Vlasov模型中引入Bohm势引起的量子修正CQ的增加,抑制了Alfven波的频率和不稳定性的增长率。一些解析表达式推导出各种模式的传播。研究还发现,许多系统参数,如尘埃流速度、尘埃电荷、数密度和量子修正等,对色散关系和不稳定性增长率有显著的影响。
2016-08-01 physics.plasm-ph
Thermal instability of an expanding dusty plasma with equilibrium cooling
我们提出了一个辐射诱导的不稳定性在膨胀的等离子体相当大的尘埃粒子和平衡冷却的存在下的分析。我们已经表明,平衡膨胀和冷却不稳定的辐射凝结模式和尘埃粒子的存在增强了这种效果。我们已经检查了我们的结果的背景下,电离,尘埃等离子体环境,如行星状星云(PNE)中发现的。结果表明,由于非静力平衡和有限平衡冷却,由热不稳定性形成的小尺度局域结构变为瞬态,这与观测结果一致。尘埃电荷的波动被发现在很大程度上抑制这些不稳定性,但鉴于没有令人信服的实验数据,不能作出明确的结论。
2007-06-28 physics.plasm-ph
Low frequency resistive instability in a dusty Hall thruster plasma
随着霍尔推进器中的交叉电场和磁场,产生电场的径向分量,其将离子朝向壁,这导致溅射并在推进器等离子体中产生灰尘污染。考虑霍尔推力器中带负电荷的尘埃粒子,通过考虑尘埃粒子、离子和电子的振荡以及离子和电子的有限温度,我们解析地接近电阻不稳定性。在典型的霍尔推力器状态下,电阻不稳定性增长率随着等离子体中较高的碰撞率、较强的磁场而增加,但是随着尘埃的较高质量以及离子和电子的较高温度而减小。与无尘模型相比,灰尘的存在导致电阻不稳定性增长率下降了三个数量级,但在典型范围内的灰尘密度的增长率缓慢增加。
2017-09-13 physics.plasm-ph
On the stability of two-dimensional modulated electrostatic wavepackets in non-Maxwellian dusty plasma-application in Saturn's magnetosphere
出于本地化的静电波包的旅行者1号和2号和卡西尼号任务在土星的磁层的观测,我们研究了调制的静电波包在尘埃等离子体环境中的演变。众所周知的尘埃离子声学(DIA)模式被选择来探索多维结构的动力学,通过Davey-Stewartson(DS)模型,考虑到存在的高能(超热,卡帕分布)电子人口结合重(不动)灰尘的背景。研究了正负尘埃电荷DIA波包的调制稳定性剖面。得到了一组发生调制不稳定性的显式判据。在3D尘埃等离子体的波包调制特性示出不同,例如麦克斯韦等离子体在1D。较强的负尘埃浓度导致在$K$(扰动波数)域的不稳定窗口变窄,增长率受到抑制。与此相反,正尘埃浓度越高,不稳定增长率越大,不稳定窗口越大。简而言之,负尘埃似乎抑制不稳定性,而正尘埃似乎有利于振幅调制不稳定性机制。
2023-02-18 physics.plasm-ph
Kelvin-Helmholtz instability in strongly coupled dusty plasma with rotational shear flows and tracer transport
Kelvin-Helmholtz(KH)不稳定性在任何介质的输运和混合性质中起着重要作用。在本文中,我们数值探讨了这种不稳定性的二维强耦合尘埃等离子体旋转剪切流。本文采用广义流体力学模型,将其视为粘弹性流体。我们考虑具有突然径向旋转廓线的旋转涡量的特殊情况。特别是:单循环和多循环涡壳轮廓已被选择。我们观察到的KH涡在两个相对旋转的流动之间的每个圆形界面,以及一对进出波前的横向剪切波。我们的研究表明,由于在强耦合介质中KH涡和剪切波之间的相互作用,混合和传输行为比无粘流体动力学流体要好得多。为了证实混合和输运行为,广义流体动力学模型被扩展到包括拉格朗日示踪粒子。这些示踪粒子在流动中的数值扩散提供了对这种介质中扩散的估计。我们提出的初步观察示踪剂分布(团簇形成)和它们的扩散(均方位移)在整个介质。
2021-07-05 physics.plasm-ph
Radiation-condensation instability in a four-fluid dusty plasma
在这项工作中,线性稳定性分析的四流体光学薄等离子体组成的电子,离子,中性原子,带电尘埃粒子进行相对于辐射凝聚(RC)的不稳定性。等离子体的能量收支包括通过外部紫外辐射下尘埃粒子的光电子发射加热的输入以及非弹性电子-中性、电子-离子、中性-中性碰撞中的辐射损失。它示出,带负电荷的粒子刺激RC不稳定性的意义上说,不稳定性的条件,以保持比类似的条件在一个单一的流体描述更广泛。
2007-05-18 astro-ph physics.plasm-ph
A numerical study of gravity-driven instability in strongly coupled dusty plasma. Part 2: Hetero-interactions between a rising bubble and a falling droplet
在第一部分(arXiv:2006.12393)(接受JPP),我们模拟了一个上升的气泡和下降的液滴在不可压缩的限制强耦合尘埃等离子体(SCDP)使用广义流体动力学粘弹性流体模型的个人动态。为了了解它们之间的异质(气泡-水滴)相互作用,我们将这项研究扩展到它们的组合进化,通过两种安排:首先,两者并排放置在同一高度的一排。我们观察到,整体动态支配的旋转运动之间的竞争诱导由于两个共同旋转的内涡瓣和净垂直运动的两个偶极涡(向上的气泡和向下的液滴)诱导由于重力之间的配对。在第二布置中,其中垂直对准的气泡(下方)和液滴(上方)在碰撞之后交换它们的斑点/叶瓣,并且随后开始在相反方向上远离彼此水平移动。这种水平运动随着耦合强度的增加而变慢。对于这些安排,我们考虑了固定尺寸的气泡和液滴之间的不同距离,以及不同的耦合强度,这代表了我们的介质的性质。一系列的二维数值模拟已经进行了可视化这些相互作用
2021-03-08 physics.plasm-ph
Nonlinear structure in a current-carrying collisional dusty plasma
研究了离子垂直漂移作为高碰撞尘埃等离子体中产生磁场结构的一种机制。基本的耗散机制被假定为尘埃中性粒子的动量交换,因此具有小电离分数的等离子体是实验的自然候选者。该模型归结为一个非线性偏微分方程的矢量位。确定了线性不稳定性的条件。稳态是磁场的周期性排列,由Lienard方程描述。完全耗尽(离子尘埃)的情况下,也被认为是详细的。分析了在行星环、彗星和尘埃声学不稳定性实验中的应用。模型有效性的必要条件是所产生的磁场的时间尺度足够慢。
2008-05-27 physics.plasm-ph
Modulational instability, rogue waves, and envelope solitons in opposite polarity dusty plasmas
从理论上研究了由惯性极性相反(正、负)的绝热带电尘埃粒子以及无惯性非广延$q$分布电子和非热离子组成的等离子体系统中的尘埃声波(DAWs)及其调制不稳定性(MI)。利用约化微扰法导出了非线性薛定谔方程。通过对NLS方程的分析发现,调制稳定的孤立波导致暗包络孤子的存在,而调制不稳定的孤立波导致亮包络孤子或流氓结构的存在.对于快波模式,观测到了DAW的基本特征(即DAW的稳定性、MI增长率、DA异常波的振幅和宽度等)。被相关的等离子体参数(即,尘埃质量、尘埃电荷状态、非扩展参数$q$和非热参数$α$)显著地修改。我们目前的调查结果可能是有用的理解不同的非线性静电现象在空间(即电离层和中间层)和实验室等离子体(即高强度激光照射和热阴极放电)。
2018-03-06 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
Mirror instability in a plasma with cold gyrating dust particles
在这项工作中,线性稳定性分析的磁化尘埃等离子体与各向异性的灰尘组件具有横向运动比平行于外部磁场的运动强得多,和各向同性轻等离子体组件。这样的情况大概建立在激波压缩空间中激波前缘下游的尘埃等离子体中。倾斜的低频磁流体动力学波($ω\ll ω_{cd}$,$ω_{cd}$是尘埃回旋频率)被证明是经历镜不稳定性。本文讨论了星际介质中激波阵面后面的非热尘埃破坏的后果。
2010-03-05 physics.plasm-ph
Resonant instabilities mediated by drag and electrostatic interactions in laboratory and astrophysical dusty plasmas
本文将共振阻力不稳定性中的缺陷特征值共振机制推广为共振不稳定性框架,揭示双流、丝状电离与声学RDI的物理共性及其实验室研究价值。
2023-07-20 astro-ph.GA physics.plasm-ph
Suppression of two stream instability in relativistic electron-ion plasmas
本文研究相对论速度下电子-离子等离子体中双流不稳定性的抑制,发现高等离子体频率和现实离子-电子质量比均会压缩增长率参数空间,并通过四区域分析为高能等离子体应用提供标度律。
2025-08-23 physics.plasm-ph
Enhancement of ablative Rayleigh-Taylor instability growth by thermal conduction suppression in a magnetic field
研究了在磁场中烧蚀瑞利-泰勒不稳定性增长的基本物理机制。实验发现,在外加磁场中,不稳定的调制增长更快。这一结果是由磁流体动力学模拟的基础上的电子热输运的Braginskii模型。外部磁场减少了电子热传导通过磁场线,因为在现场的热电子的拉莫尔半径是远远短于温度标度长度。热传导抑制导致空间不均匀的压力和减少的热烧蚀稳定性,这反过来又增加了烧蚀瑞利-泰勒不稳定性的增长。
2021-06-16 physics.plasm-ph
Effect of Dust Grain Sputtering on Self-Gravitational Dusty Plasmas
结果表明,在无限大、非磁化、均匀的尘埃等离子体中,由于粒子被吸引的离子溅射而引起的粒子质量涨落可能是一种新的不稳定性的根源。在两个等离子体模型的框架中确定生长速率,即,冷的和电子耗尽的等离子体,以及其中电子和离子取玻尔兹曼的等离子体。这种不稳定性可能会影响牛仔裤以及团聚不稳定性。
2005-10-23 physics.plasm-ph physics.space-ph
Radiation-condensation instability in a highly ionized dusty plasma
考虑了辐射冷却尘埃等离子体中线性扰动的动力学,尘埃($Z_d$)和等离子体($Z_p$)成分的电荷随密度变化。结果表明,在对应于特征冷却长度的长波长极限,当等离子体可以被视为准中性,尘埃粒子的存在改变了辐射不稳定性的标准,无论尘埃粒子的充电过程。特别是,凝聚(等压)模式被证明是稳定的(不稳定),如果在平衡,尘埃$n_d$和等离子体$n$的准中性条件下的密度之间的关系,$(d\ln n_{d}/d \ln n)_{q}<1$($>1$)是满意的,而等熵模式是稳定的(不稳定)时,发生相反的不平等;等容模式是不变的。数值估计表明,这些影响可能是重要的热相($T\sim 10^{6}$ K)的星际等离子体,并在托卡马克等离子体附近的墙壁。
2002-06-17 astro-ph physics.plasm-ph
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
Electromagnetic ion-cyclotron instability in a dusty plasma with product-bi-kappa distributions for the plasma particles
研究了尘埃等离子体中平行传播的离子回旋波的色散关系,考虑了等离子体粒子沿垂直方向的速度色散大于沿平行方向的速度色散的情况,并考虑了等离子体粒子采用乘积双κ(PBK)速度分布的情况.数值求解色散关系得到的结果表明,在电子具有各向同性麦克斯韦分布,离子具有PBK分布的情况下,电磁离子回旋不稳定性(EMIC)的发生,并表明PBK离子分布的kappa指数的减小导致增长率的大小和不稳定性发生的波数范围的显著增加.另一方面,对于离子的各向异性麦克斯韦分布和电子的PBK分布,PBK电子分布中的kappa指数的减小有助于降低EMIC不稳定性的增长率,但降低效果不如具有相同$κ$指数的离子PBK分布所获得的增加明显。得到的结果还表明,作为一般规则,尘埃人口的存在有助于减少增长率和范围的大小的不稳定性,但在小kappa指数的PBK离子分布的情况下,不稳定性可能会继续发生的尘埃人口,这将完全消除双麦克斯韦离子分布的情况下的不稳定性。还可以看出,对于等效的有效温度值,由于离子PBK分布中的kappa指数引起的各向异性在产生EMIC不稳定性方面不如垂直和平行离子温度的比率有效。
2016-12-09 astro-ph.SR physics.plasm-ph
A numerical study of gravity-driven instability in strongly coupled dusty plasma. Part 3: Homo-interaction between a pair of rising/falling bubbles/droplets
本文基于广义流体动力学模型,数值研究了强耦合尘埃等离子体(粘弹性流体)中两下降液滴与两上升气泡的同源相互作用,揭示了重力加速度与靠近效应的竞争机制,并发现剪切波在宽间距下促进配对、近间距下耦合强度抑制运动。
2024-03-23 physics.plasm-ph
Consequences of an attractive force on collective modes and dust structures in a strongly coupled dusty plasma
研究了强耦合尘埃等离子体中带电尘埃粒子周围的Debye-Huckel(DH)排斥和排斥Debye球(ODS)吸引相互作用势对尘埃粒子集体模、相分离和有序结构的综合影响.我们通过分子动力学模拟获得静态和动态信息,在液相和结晶相,并确定在横向集体模式的不稳定性的开始,通过使用(零温度)晶格求和方法。这些结果对于理解低温实验室和空间尘埃等离子体中带电尘埃粒子凝聚/聚结的起源和有序尘埃结构的形成是有用的。
2012-08-06 physics.plasm-ph
Suppression and excitation condition of collision on instabilities of electrostatic plasmas
本文通过Vlasov-Poisson模拟发现,碰撞不仅能抑制双流不稳定性,还能在冷束理论禁戒速度范围内激发不稳定性,并划分了抑制、过渡、激发和禁戒区域,扩展了对碰撞效应的理解。
2024-07-10 physics.plasm-ph
The effects of collisions on the generation and suppression of temperature anisotropies and the Weibel instability
膨胀的等离子体与非平行的温度和密度梯度,并通过Biermann电池产生磁场的建模使用粒子在细胞模拟,包括碰撞效应,通过蒙特卡罗方法。的碰撞程度的缩放表明,可以产生的各向异性,驱动的韦伯不稳定性,梯度尺度短于平均自由程。对于较大的碰撞率,比尔曼电池占主导地位的磁场产生的原因。当能量最大的粒子保持无碰撞时,能斯特效应会导致比尔曼场被热通量拖曳,堆积并增强。
2020-04-28 physics.plasm-ph
Rotating vortices in two-dimensional inhomogeneous strongly coupled dusty plasmas: shear and spiral-density waves
在强耦合区,尘埃等离子体实验可以很容易地进行。在我们之前的工作[Phys. Plasmas 21,073705(2014)]中,我们数值研究了具有恒定密度的等离子体,并观察到来自旋转涡旋的横向剪切(TS)波。实验室尘埃等离子体是均匀等离子体的很好的例子,但异质性(如密度,温度,电荷)可能是由于存在的空隙,不同的领域具有不同的方向,存在的外力,如磁和/或电,大小/电荷不平衡等,在这里,我们研究如何在尘埃等离子体的密度异质性响应于圆形旋转的涡旋单极,即平滑和尖锐的截止。为此,我们在广义流体力学(GHD)流体模型的框架下进行了一系列的二维粘弹性流体模拟。在两种不同密度的不可压缩流体的界面处放置旋转涡。光滑旋转的涡旋导致两件事:第一,密度被拉伸形成螺旋密度波;第二,TS波根据剪切波速径向传播到周围介质中。我们注意到,螺旋密度臂在早期是可分辨的,而后来被模糊了。急剧旋转的涡流产生急剧的剪切流,这反过来又有利于跨界面的开尔文-亥姆霍兹(KH)不稳定性。在GHD系统的这种流动中,所发射的TS波与KH不稳定涡之间的相互作用扭曲了转子周围规则螺旋密度臂的形成
2020-06-08 physics.plasm-ph
Generation of rogue waves in space dusty plasmas
通过推导非线性薛定谔方程,从理论上研究了四分量尘埃等离子体系统(含惯性冷尘埃颗粒、热尘埃颗粒、无惯性非广延离子和电子)中尘埃声波的基本特征.所考虑的解析分析展示了两种类型的模式,即快速和慢速DA模式。快速DA模式的不稳定区域,可以通过临界波数($k_c$)识别,产生DA流氓波(DARW)。据观察,DARW的幅度和宽度显着修改各种等离子体参数。这些结果有助于理解空间尘埃等离子体系统(如土星F环)中DAW调制不稳定性和DARW产生的条件。
2018-09-04 physics.plasm-ph
Suppression of transverse ablative Rayleigh-Taylor-like instability in the hole-boring radiation pressure acceleration by using elliptically polarized laser pulses
结果表明,利用椭圆偏振激光可以抑制打孔辐射压加速中的横向类瑞利-泰勒(RT)不稳定性。EP激光器的适度${J}\times{B}$加热将使局部电子热化,这导致离子的横向扩散,抑制RT不稳定性的短波长扰动。对于给定的激光强度和等离子体密度,解析地得到了一个合适的偏振比条件。二维粒子模拟结果证实了这一观点,表明EP激光驱动的离子束比圆偏振激光驱动的离子束更集中、更强。
2014-03-26 physics.plasm-ph
Research Into a Neon Spectral Line Profile of Dusty Plasma
有序尘埃结构影响等离子体条件。当等离子体光谱特性发生变化时,这种影响可以被揭示出来,因为尘埃粒子被注入。例如,原子温度的变化导致谱线轮廓的变化。我们研究了尘埃结构中585 nm氖谱线的轮廓。该结构在50-150 Pa的压力和1-9 mA的电流下悬浮在辉光放电的正柱中。我们使用法布里-珀罗干涉仪,通过改变干涉镜之间的气压来扫描轮廓。为了处理数据,开发了一种特殊的算法。该算法对噪声和扫描速度不稳定性具有抵抗力。我们已经找到了一个上限的尘埃结构上的轮廓宽度的影响。宏观粒子的出现使原子等离子体温度的变化小于10 K。
2014-04-29 physics.plasm-ph
Suppression of Stimulated Raman Scattering and Hot Electrons Generation due to Langmuir Decay Instability Cascade and Langmuir Collapse
首次用Vlasov模拟方法研究了具有朗缪尔衰变不稳定性和朗缪尔塌缩的后向受激喇曼散射。清晰地显示了LDI级联的衰变产物及其随时间的演化,它与朗缪尔塌缩同时发生。通过LDI级联和朗缪尔塌缩,BSRS反射率将大大降低。在CH等离子体中,当$T_i/T_e=1/3$时,慢离子声波(IAW)的朗道阻尼低于H等离子体中的朗道阻尼。因此,可以通过控制等离子体种类和离子比例的方式,通过LDI级联进一步抑制BSRS。这些结果给出了抑制BSRS和超热电子产生的有效机制。
2016-12-05 physics.plasm-ph
Rogue waves in space dusty plasmas
从理论上研究了实际空间尘埃等离子体系统(含惯性热正负电荷尘埃、等温离子和非热kappa分布电子)中尘埃声波(DAWs)和相应的DA流氓波(DARWs)的调制不稳定性。本文采用约化微扰法推导了非线性薛定谔(NLS)方程。研究发现,尘埃等离子体系统支持快模和慢模两种模式,这两种模式可以是稳定的,也可以是不稳定的,这取决于色散系数和非线性系数之比的符号。数值分析表明,扰动的基本特征(即稳定性/不稳定性、增长率、振幅等)超热参数($κ$)和其他各种等离子体参数显著地改变了与快模相关的DAW的。本文的研究结果对理解空间等离子体系统(即中间层和电离层)中的DARW有一定的参考价值。
2017-07-08 physics.plasm-ph
Melting of 2D Coulomb clusters in dusty plasmas
在实验中观察到,由低层中的一个附加粒子引起的2D尘埃团的熔化经历了两步转变,将团簇的相分为三个阶段。第一个转变是尘埃动能的跳跃,这是由于下层粒子的不稳定性开始,使团簇从普通状态转变为热结晶状态。第二个转变是实际的相变到液态,这发生在决定性的较低气压下。根据简正模分析,确定了系统在跃迁过程中的详细动力学性质。
2004-10-20 physics.plasm-ph
Modulated dust-acoustic wave packets in an opposite polarity dusty plasma system
本文从理论上研究了极性相反的尘埃等离子体系统(由非广延$q$分布的电子、等温离子和带正负电荷的热尘埃组成)中尘埃-声学亮、暗包络孤子的非线性传播。采用约化微扰法(适用于有限振幅的小振幅极限)导出了非线性薛定谔方程。已经观察到两种类型的模式(即,快和慢的灰尘声(DA)模式)。非广延电子、尘埃质量、不同等离子体种类的温度等的影响显著地改变了DA波不稳定区中调制不稳定性(MI)及其增长率的条件。(即磁暴磁层、中间层上部和彗星尾部)和实验室(例如直流和射频放电、等离子体处理反应器、聚变等离子体装置和固体燃料燃烧产物等)尘埃等离子体的简要讨论。
2018-01-23 physics.plasm-ph
Hosing Instability Suppression in Self-Modulated Plasma Wakefields
研究表明,当等离子体密度扰动为线性时,长粒子束团的自调制不稳定性饱和后,Hosing不稳定性可以被抑制。我们推导出最大束倾斜和种子的自调制不稳定性,以确保稳定的传播超过饱和的自调制的缩放。简化的hosing方程和三维粒子模拟的数值解证实了我们的分析结果。当粒子束或激光脉冲的训练激发线性尾流时,我们的结果也适用。
2014-04-22 physics.acc-ph 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
Viscosity gradient driven instability of `shear mode' in a strongly coupled plasma
分析了粘性梯度对强耦合尘埃等离子体低频集体模的影响。结果表明,对于一个众所周知的粘弹性等离子体模型,速度剪切依赖的粘度导致剪切模式的不稳定性。非均匀粘性力和速度剪切耦合为失稳提供了自由能。剪切流和粘度梯度的组合强度胜过任何稳定力,并使剪切模式不稳定。这种新的不稳定性的含义和它的应用进行了简要概述。
2013-10-29 physics.plasm-ph
Amplitude modulation of three-dimensional low frequency solitary waves in a magnetized dusty superthermal plasma
研究了在含有惯性正离子、超热电子和带负电的静止尘埃颗粒的无碰撞磁化等离子体中三维尘埃离子声波包的振幅调制。利用约化微扰技术,导出了一个三维非线性薛定谔(NLS)方程,该方程控制DIAW包的慢调制。后者被发现是稳定的低频$(ω<ω_c)$制度,而他们是不稳定的$ω>ω_c$,和调制不稳定性(MI)有关的调制的不稳定性$(θ)$。这里,$ω~(ω_c)$是无量纲波(离子回旋)频率。结果表明,超热参数$κ$、频率$ω_c$以及带电尘埃杂质$(0<μ<1)$使MI畴围绕$ω-θ$平面移动,其中$μ$是电子数密度与离子数密度之比.此外,它被发现,不稳定性的衰减率淬火的超热参数$κ$与截止在较低的波数调制($K$),然而,它可以更高(低)与$μ$($ω_c$)的值增加,具有截止在较高的值$K$。
2017-07-01 physics.plasm-ph
Electron-drift driven ion-acoustic mode in a dusty plasma with collisional effects
本文研究了尘埃等离子体中离子声波的不稳定性。在理论适用的情况下,这些制度都有明确的规定。预测了驱动不稳定性所需的临界电子漂移速度。它还表明,电子热导率和带电的晶粒浓度增强的离子声学模式的增长,而离子粘度,离子热导率,和灰尘电荷波动有稳定的效果。
2000-03-12 physics.plasm-ph physics.space-ph
Critical Magnetic Field Strength for Suppression of the Richtmyer-Meshkov Instability in Plasmas
采用二维单模分析方法,数值研究了抑制Richtmyer-Meshkov不稳定性(RMI)所需的磁场临界强度。对于MHD平行激波的情况下,RMI可以稳定作为从界面提取涡量的结果。提出了一个描述磁流体RMI临界条件的实用公式,并通过直接数值模拟得到了证实。临界场强在很大程度上取决于入射激波的马赫数。如果冲击足够强,即使是低$β$等离子体也会受到RMI生长的影响。
2013-10-25 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Dust-acoustic rogue waves in an electron depleted plasma
首次对电子耗尽非磁化相反极性尘埃等离子体系统中的尘埃声波(DA)特性进行了严格的理论研究,该系统包含超热($κ$分布)离子、可移动的正、负电荷尘埃颗粒.采用约化摄动方法得到了非线性方程组,探讨了直波的调制不稳定性条件以及巨无赖波的形成和特性。尘埃等离子体介质的非线性和色散特性是流氓波形成的主要原因。通过改变尘埃等离子体参数,如尘埃电荷、尘埃和离子数密度以及离子温度等,数值分析了与尘埃等离子体相关的尘埃等离子体的高度和厚度以及尘埃等离子体的MI条件,并讨论了这些结果对各种空间尘埃等离子体系统(即,中间层、土星F环和彗星大气层等)以及激光与物质相互作用产生的实验室尘埃等离子体。
2019-07-18 physics.plasm-ph
Kelvin-Helmholtz Instability in non-Newtonian Complex Plasma
用实验验证的模型研究了非牛顿尘埃等离子体中的Kelvin-Helmholtz(KH)不稳定性。{ \bf 98},145003(2007)]的剪切流速依赖性粘度。这里使用的剪切流剖面是抛物线型有界流。剪切稀化和剪切增稠性能的研究,以及在不可压缩的限制,使用线性稳定性分析。与压缩性对KH不稳定性的稳定作用一样,剪切增稠区的非牛顿效应也能抑制KH不稳定性,而剪切变稀区的非牛顿效应则相反.
2013-10-29 physics.plasm-ph
Suppression of the Richtmyer-Meshkov Instability due to a Density Transition Layer at the Interface
通过流体动力学数值模拟研究了接触间断处光滑过渡层对Richtmyer-Meshkov不稳定性(RMI)增长的影响,并导出了抑制RMI不稳定性的经验条件。当厚度$L$比界面调制$λ$的波长窄时,过渡层对RMI几乎没有影响。然而,如果过渡层变得比$λ$宽,则与RMI相关的扰动速度显著减小。抑制条件被解释为激波通过过渡层的时间大于调制波长的声穿越时间的情况。涨落动能随着$L^{-p}$与$p = 2.5$的减小而减小,这表明由于过渡层的存在,RMI的生长速度与$L^{-p/2}$成比例地减小。这一特征是相当普遍的,并出现在广泛的冲击界面相互作用。
2020-06-05 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Renormalized non-modal theory of the kinetic drift instability of plasma shear flows
以Kelvin剪切模方法或所谓的非模方法为基础,发展了等离子体剪切流在磁场中漂移不稳定性的线性和重整化非线性动力学理论。该理论证明了有限离子Larmor半径的时间效应是非均匀电场中漂移湍流抑制的关键。这种效应导致不稳定漂移扰动的频率和增长率随时间的非模态下降。我们发现,湍流散射的离子gyrophase是占主导地位的效果,这决定了非常迅速的抑制剪切流中的漂移湍流。
2011-01-13 physics.plasm-ph
Dynamically phase-separated states in driven binary dusty plasma
本文通过二维受驱—耗散分子动力学模拟研究二元尘埃等离子体,揭示临界驱动与耦合强度之上的带状、车道状动态相分离及其 1/3 生长标度。
2025-07-25 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
Suppression of vortical turbulence in plasma of mass-separator in crossed electrical and magnetic fields due to finite lifetime of electrons and ions and due to finite system length
考虑纵向不均匀性和等离子体电子、离子离开系统的有限时间,导出了描述在径向电场和轴向磁场交叉作用下圆柱形等离子体中涡旋湍流激发不稳定性发展的色散方程。结果表明,系统时间的有限长度和等离子体电子和离子离开系统的有限时间导致不稳定性阈值的出现和不稳定性发展的增长率的降低。
2020-01-24 physics.plasm-ph
Suppression of the TeV pair-beam plasma instability by a tangled weak intergalactic magnetic field
研究了亚fG纠缠星系际磁场(IGMF)对耀变体生电子对束静电不稳定性的影响。足够强的IGMF可以显著地偏转TeV对束,这将使次级级联辐射的通量降低到观测极限以下。一个类似的通量减少可能会导致静电束等离子体的不稳定性,这在IGMF的情况下运行最好。考虑关联长度小于1 kpc的IGMF,我们发现弱磁场增加了对束粒子的横向动量,从而大大降低了静电不稳定性的线性增长率,从而降低了对束的能量损失率。我们表明,消除束等离子体的不稳定性作为一个有效的能量损失剂在磁场强度的三个数量级以下,需要通过磁偏转抑制二次级联发射。对于中等强度的IGMF,我们不知道一个可行的过程来解释所观察到的没有GeV尺度的级联发射。
2022-03-02 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Upper-hybrid wave driven Alfvenic turbulence in magnetized dusty plasmas
本文研究了带电尘埃等离子体中静电上混杂波和阿尔芬波的非线性耦合动力学。数值求解了一对描述UH波包络(包括相对论电子质量增加)与密度以及与AWs相关的压缩磁场扰动相互作用的非线性方程组,表明由于不稳定UH波的调制不稳定性,许多相干孤立波图案可以被激发和饱和。这些孤立模式的演化也显示出时空相干,时间以及时空混沌的状态,由于碰撞和融合的模式在随机运动。此外,这些时空特征表现出的小波功率谱分析。结果表明,尘埃磁等离子体中波能的重新分配发生在高次谐波模上,而高次谐波模又导致了阿尔文湍流的产生。这种情况可能发生在土星磁层附近,因为卡西尼号航天器在那里观察到许多静电孤立结构。
2011-02-14 physics.plasm-ph
Modulational instability of dust-ion-acoustic mode and associated rogue waves in a non-extensive plasma medium
从理论上研究了三分量尘埃等离子体系统(含惯性暖离子、负电荷尘埃流体和无惯性$q$分布电子)中尘埃-离子-声(DIA)模及其伴随的异常波的调制不稳定性。利用约化微扰方法导出了一个非线性薛定谔方程(NLSE).据观察,所考虑的尘埃等离子体系统支持的快速和慢速DIA模式,和NLSE的色散和非线性系数确定的参数制度不仅为调制稳定和不稳定的快速DIA模式,而且为DIA流氓波的形成。快DIA模的调制不稳定性的参数机制和DIA流氓波形成的判据已被发现受到相关等离子体参数的影响,特别是离子和尘埃物质的质量和电荷状态、等离子体物质的数密度和非广延参数$q$的影响,研究发现,调制稳定参量区随正(负)$q$值的增大而减小(增大).数值分析还表明,反常波的非线性、振幅和宽度随正离子(负尘埃颗粒)质量的增大(减小)而减小(增大),随正离子(负尘埃颗粒)电荷状态的增大而减小(增大)。我们目前的工作在太空中的应用(即,地球电离层、磁层、分子云、星际介质、彗星尾、行星环等)和实验室等离子体已经被精确定位。
2019-11-16 physics.plasm-ph
Interaction of upper hybrid waves with dust-ion-magnetoacoustic waves and stable two-dimensional solitons in dusty plasmas
本研究针对磁化尘埃等离子体中高杂波与DIMA波的相互作用,推导含标量和矢量非线性的二维方程组,得到不稳定性阈值与增长率,通过数值方法发现非单调剖面的二维稳定孤子,揭示非局域非线性对基态稳定性的作用。
2025-01-13 nlin.PS physics.plasm-ph
Non-Linear behavior of the Electron Cyclotron Drift Instability and the Suppression of Anomalous Current
本研究通过WarpX粒子模拟代码对氙等离子体进行长期一维无碰撞模拟,揭示了电子回旋漂移不稳定性(ECDI)的非线性发展阶段,发现异常电子电流在最终阶段被淬灭,系统转变为饱和离子声波湍流,并对比了两种ECDI驱动视角。
2025-03-04 physics.plasm-ph
1D3V PIC simulation of propagation of relativistic electron beam in an inhomogeneous plasma
最近的实验观察已经显示出兆安培的电子电流通过对齐的碳纳米管阵列的有效传输[Phys.Rev Lenness. 108,235005(2012)]。随后,基于非均匀等离子体中的双折射不稳定性的抑制来解释该结果[Phys. Plasmas 21,012108(2014)]。这种不均匀性是由于碳纳米管的电离而形成的。本文对相对论电子束在非均匀背景等离子体中的传输进行了1D3V粒子模拟。抑制的平行不稳定性,负责光束发散,示出。模拟还证实,在非线性制度太的REB传播是更好的,当它传播通过等离子体的密度是不均匀的横向光束。研究了非均匀性尺度长度、幅度和横向束流温度等对激光器性能的影响,在抑制不稳定性的详细研究。
2015-05-02 physics.plasm-ph
Does the magneto-thermal instability survive whistler-suppression of thermal conductivity in galaxy clusters?
本文通过Boussinesq模拟研究哨声波抑制热流对星系团外围磁热不稳定性(MTI)的影响,发现强抑制会中断磁发电机并导致MTI湍流消亡,但外部强迫可使其恢复并维持浮力不稳定。
2025-02-04 astro-ph.CO physics.plasm-ph
Conductance suppression due to two-stream instability in bilayer graphene
我们研究了流体动力学机制下本征双层石墨烯中的电子-空穴双流不稳定性(或库仑阻力),考虑了温度、初始漂移速度、磁场和碰撞的影响。阈值漂移速度的不稳定性的开始是的顺序的载流子的热速度。我们提出了一个前所未有的纯静电机制,导致电流松弛的证据,引起了一个明确的直流纵向电导率$\propto T^{3/2}$。由于静电和碰撞过程之间的竞争,两个不同的运输制度被确定。对霍尔电导率的分析表明,双流不稳定性效应也纠正了线性响应理论中获得的最新结果。
2022-12-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
Weakly nonlinear vertical dust grain oscillations in dusty plasma crystals in the presence of a magnetic field
本文讨论了尘埃(复杂)等离子体晶体中横向顺磁尘埃粒子振荡的弱非线性机制。的非线性,这是有关的鞘电/磁场(S)和晶粒间(静电/磁偶极子)的相互作用,示出导致相位谐波的产生,并在传播的横向尘埃晶格模式的情况下,由于自相互作用的载波的调制不稳定性。稳定性分布明确地依赖于等离子体鞘层中的电场和磁场的形式。由非线性薛定谔方程(NLSE)描述的调制波包的长期演化可能导致传播局域包络结构,给出并讨论了其精确形式.对实验研究提出了明确的建议。
2004-04-20 physics.atm-clus physics.plasm-ph
Ion-acoustic solitary waves and shocks in a collisional dusty negative ion plasma
本文研究了离子-尘埃碰撞和离子运动粘度对含静止带电尘埃的负离子等离子体中线性离子-声不稳定性以及小振幅孤立波和激波的非线性传播的影响。{The在碰撞负离子等离子体中存在两种线性离子模,即“快”波和“慢”波,并分析了它们的性质。{利用标准约化微扰技术,导出了描述小振幅慢波系统演化的修正Korteweg-de Vries-Burger(KDVB)方程。} {The后者的分布用与实验室和空间等离子体有关的参数进行了数值检验,在这些空间中,带电尘埃可能带正电或负电。研究发现,含有正电荷尘埃的负离子等离子体支持负电位慢波的传播。当粉尘带负电时,正负电位扰动可能同时存在。这些结果对于实验室负离子等离子体中慢波激发以及空间等离子体中带电尘埃带正电荷和负电荷的观测都有一定的参考价值。
2012-11-18 physics.plasm-ph