非广延分布等离子体中尘埃离子声波的数值模拟研究

发布时间：2024-04-19 02:53

　　本文采用“Particle in cell”(PIC)数值模拟方法,研究无碰撞、四组分的非磁化尘埃等离子体系统中尘埃离子声孤立波的非线性传播特性。其中:电子服从非广延q分布、正离子服从麦克斯韦分布、负离子是有惯性的,尘埃颗粒带负电并被认为是静止的。首先,用约化摄动法推出描述系统尘埃离子声波的KdV、mKdV和Gardner方程。其次,用PIC方法模拟了KdV孤子、mKdV孤子和Gardner孤子的传播过程。对比分析PIC模拟结果和解析解,我们发现:小振幅稀疏型的KdV孤子可以稳定传播,随着其振幅的增大,在演化的过程中孤子波包的尾部会出现一些小振幅的孤子;压缩型KdV孤子不能稳定传播,在其尾部会出现振荡;m KdV孤子在传播过程中波包尾部出现振荡。对于有限振幅的Gardner孤子,压缩型和稀疏型的孤子都能稳定传播。

【文章页数】：53 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1（2）尘埃离子声波

世纪80年代末开始，对于尘埃等离子体中不同类型的波理成为等离子体中快速发展的领域。下面介绍几种尘埃等埃声波波是一种低频波，它的惯性来自于尘埃颗粒，电子和离子尘埃声波的频率范围是th,dpdth,ikvkv，其中k是波数速度，th,iv是离子的热速度....

图2-1.(a)为cq关和n的相图，(b)为A关q和n的相图

图2-1.(a)为cq关和n的相图，(b)为A关q和n的相图。此处，0U是大于0的常数，因此，对应，当cqq时，0m，对应K子是稀疏型的；当cqq时，0m，对应KdV孤子是压缩型的。图2-2为q取不同值时KdV孤....

图2-2为参数q取不同值时KdV孤子电势的波形图

图2-1.(a)为cq关和n的相图，(b)为A关q和n的相图。此处，0U是大于0的常数，因此，对应，当cqq时，0m，对应KdV孤子是稀疏型的；当cqq时，0m，对应KdV孤子是压缩型的。图2-2为参数q取不同值时....

图2-3为参数cqq时，mKdV孤子电势的波形图

图2-3为参数cqq时，mKdV孤子电势的波形图。er方程及其孤子解的分析我们看到，当非广延参数cqq时，A0，程得到Gardner方程来描述q在cq附近取值式的尘埃Gardner方程，可以作入如下处理：()cqqcAAsqqCs....

本文编号：3958122