非德拜相互作用势下尘埃格波与尘埃鞘层研究

发布时间：2023-04-27 22:11

　　尘埃等离子体也称为复杂等离子体,是等离子体物理的一个重要分支。由于尘埃粒子的引入,尘埃等离子体与经典等离子体在集体行为上有很大的不同。本论文围绕着尘埃等离子体中集体行为展开研究,其中包括线性波(尘埃晶格波)以及非线性结构(尘埃等离子体鞘层结构及尘埃声孤波)。基于牛顿运动方程和流体理论,研究了一维尘埃环、二元尘埃链、二维六角尘埃晶格中的尘埃格波及尘埃等离子体的鞘层结构和尘埃声孤波。研究给出了尘埃格波的色散关系、鞘层结构和尘埃声孤波的物理图像,为解释、观测相关实验现象和计算机模拟提供理论支持,丰富了尘埃格波、尘埃等离子体鞘层结构和尘埃声孤波的相关研究,进一步拓宽了尘埃等离子体物理的研究范畴。本文首先介绍了尘埃等离子体的研究背景,包括尘埃等离子体的来源、形成、特性及相关应用等;还有尘埃等离子体的主要研究方法、尘埃的充电过程、波动传播、尘埃晶格的性质和尘埃晶格波。然后从强耦合系统出发,考虑由两种不同质量和带电量的尘埃颗粒构成的二元尘埃链,结构为…/A/B/A/B/…。得到二元尘埃链的纵波和横波的色散关系,发现相比于单粒子尘埃链,二元尘埃链的第一布里渊区要减小一半;并且对于二元尘埃链中的每列纵波...

【文章页数】：110 页

【学位级别】：博士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 尘埃等离子体的研究背景
        1.1.1 尘埃等离子体的来源
        1.1.2 尘埃颗粒的形成
        1.1.3 尘埃等离子体的特性
        1.1.4 尘埃等离子体的应用
    1.2 尘埃等离子体的研究方法
        1.2.1 实验研究
        1.2.2 理论研究
        1.2.3 计算机模拟
    1.3 尘埃等离子体的充电过程
    1.4 尘埃等离子体的波
        1.4.1 尘埃声波
        1.4.2 尘埃离子声波
        1.4.3 尘埃声孤波
        1.4.4 尘埃激波
    1.5 尘埃等离子体晶格
        1.5.1 尘埃晶格的性质
        1.5.2 尘埃晶格波
    1.6 论文的主要工作
第2章 二元尘埃链中尘埃格波的研究
    2.1 一维尘埃链中尘埃格波
    2.2 一维二元尘埃链中尘埃格波
        2.2.1 模型和运动方程
        2.2.2 二元尘埃链的纵波
        2.2.3 二元尘埃链的横波
    2.3 本章小结
第3章 尘埃环中尘埃格波的研究
    3.1 模型和运动方程
    3.2 修正屏蔽势
    3.3 格波的色散关系
    3.4 横波的稳定性分析
    3.5 本章小结
第4章 六角尘埃晶格中尘埃格波的研究
    4.1 模型和运动方程
    4.2 等离子体吸附势
    4.3 六角尘埃晶格中尘埃格波的色散关系
    4.4 尘埃格波的稳定性分析
    4.5 本章小结
第5章 极化力和电荷梯度力对尘埃等离子体鞘层及尘埃声孤波的影响
    5.1 尘埃颗粒所受的力
        5.1.1 中性粒子拖曳力
        5.1.2 离子拖曳力
        5.1.3 热泳力
        5.1.4 极化力
        5.1.5 电荷梯度力
    5.2 极化力和电荷梯度力对尘埃等离子体鞘层的影响
        5.2.1 鞘层
        5.2.2 控制方程
        5.2.3 结果与讨论
    5.3 极化力和电荷梯度力对尘埃声孤波的影响
        5.3.1 控制方程
        5.3.2 结果与讨论
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 论文总结
    6.2 今后的工作展望
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果



本文编号：3803163