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相似文献
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1.
尘埃粒子充放电过程对尘埃等离子体电导率的影响   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
石雁祥  葛德彪  吴健 《物理学报》2006,55(10):5318-5324
在只受弱电磁场作用且忽略空间色散的情况下,通过求解含碰撞项的电子的Boltzmann方程及尘埃粒子充放电的Shukla方程,导出了弱电离尘埃等离子体的电导率和介电常数计算公式. 将固体火箭喷焰的有关参数代入公式对电导率进行定量分析,结果表明,尘埃粒子的大小及其浓度对弱电离尘埃等离子体的电导率有明显的影响. 关键词: 尘埃等离子体 Boltzmann方程 Shukla方程 电导率  相似文献   

2.
石雁祥  吴健  葛德彪 《物理学报》2009,58(8):5507-5512
忽略磁场作用,通过求解含BGK碰撞项的Boltzmann方程和尘埃粒子充电方程导出了弱电离尘埃等离子体介电张量的表达式.证明了“冷”尘埃等离子体的纵向介电张量系数与横向介电张量系数相等.完善了弱电离尘埃等离子体电磁特性的理论模型. 关键词: 弱电离尘埃等离子体 Boltzmann方程 充电方程 介电张量  相似文献   

3.
杨宏伟  陈如山  张云 《物理学报》2006,55(7):3464-3469
将一类色散介质的介电常数写成有理分式函数形式,进而导出FDTD中电位移矢量D和电场强度E之间的关系,形成SO-FDTD方法. 应用该方法计算了冷等离子体平板对电磁波的反射系数,通过与解析结果的比较,验证了该算法的高效性和高精度,同时,应用SO-FDTD方法,计算了等离子体层对垂直入射电磁波的反射系数,结果表明:等离子体厚度、电子密度、电子密度的分布形式和入射波频率是影响反射系数的重要因素. 关键词: 等离子体 电磁波 FDTD方法  相似文献   

4.
为了研究尘埃等离子体中带电尘埃的粒子半径、粒子浓度和带电荷数对量子通信性能的影响,首先根据Mie散射理论得到单个带电尘埃粒子的光散射截面;然后通过粒子浓度求出总的消光截面,得出链路衰减的数学模型,提出了带电粒子特性与量子纠缠度的关系;针对退极化信道,当单个尘埃粒子所吸附带电粒子的个数为50时,给出了尘埃粒子半径、粒子浓度与信道容量和量子误码率的定量关系.仿真结果表明,当量子信号的传输距离为10km时,尘埃粒子浓度从1×10~(10) m~(-3)增加到10×10~(10) m~(-3),信道容量从0.6726降低到0.1075;尘埃粒子半径从0.1μm增加到10μm时,量子误码率由1.334×10~(-3)增加到5.309×10~(-3).由此可见,尘埃等离子体中带电尘埃粒子的半径和浓度对量子卫星通信性能有显著的影响.因此,为确保量子通信的可靠性,应根据所探测到的等离子体环境的状况,调整卫星通信系统的各项指标参数.  相似文献   

5.
基于辅助微分方程的时域有限差分法对太赫兹波在时变等离子体中的麦克斯韦方程进行推导,利用本构关系建立了含有尘埃颗粒的时变等离子体模型,模拟了随时间变化的尘埃等离子体鞘的吸收系数,反射系数和传输系数.数值计算结果表明:电子密度的增长速度受上升时间的影响,导致等离子板的反射系数随上升时间的增加而减小.吸收系数的增加与减少上升时间和频率、增加电子密度和尘埃粒子密度有关;等离子板的厚度、尘埃粒子密度,电子密度与吸收系数成正比,当波的工作频率高达1 500GHz时,只有电子密度小于10~(20) m~(-3)才可以通过等离子板,等离子板的反射系数几乎不受碰撞频率小于3.5×1011 rad/s的影响.  相似文献   

6.
黄守江  李芳 《计算物理》2005,22(4):319-324
基于Z变换形式的时域有限差分法计算公式,模拟了传播方向垂直于磁化磁场的电磁波在磁化等离子体层中的传播.通过离散傅立叶变换,给出了电磁波通过均匀和非均匀磁化等离子体后的反射系数和透射系数随频率的变化关系.还给出了电磁波经过均匀磁化等离子体层后的反射和透射系数和理论值的对比.  相似文献   

7.
各向异性磁化等离子体的SO-FDTD算法   总被引:4,自引:0,他引:4       下载免费PDF全文
杨宏伟  袁洪  陈如山  杨阳 《物理学报》2007,56(3):1443-1446
给出了一种新的计算各向异性磁化色散介质的有限差分(FDTD)算法,称为移位算子FDTD(SO-FDTD)算法,它利用算子之间的移位递推关系,将一类色散介质的包含介电常数的表达式写成有理分式函数形式,进而导出FDTD中一系列相关量之间的关系.通过计算各向异性等离子体平板对电磁波的反射系数和透射系数,验证了该算法的高效性和高精度,与JEC算法相比,可使计算效率提高数倍. 关键词: 磁化等离子体 电磁波 FDTD方法 各向异性  相似文献   

8.
采用轨道受限运动方法研究了极区夏季中层顶区域的尘埃粒子电荷数与尘埃粒子半径。利用尘埃等离子体充电理论,建立了尘埃粒子充电方程模型,得到尘埃粒子充电时尘埃电荷数和半径的比值。然后结合ECT02实验数据,分析了发生极区中层夏季回波现象时极区中层顶区域尘埃粒子电荷数和半径的比值,并得到尘埃粒子的半径以及尘埃粒子所带电荷量。结果表明,极区中层顶区域的尘埃粒子平均所带电荷不到一个,它的半径约为20nm。  相似文献   

9.
采用轨道受限运动方法研究了极区夏季中层顶区域的尘埃粒子电荷数与尘埃粒子半径。利用尘埃等离子体充电理论,建立了尘埃粒子充电方程模型,得到尘埃粒子充电时尘埃电荷数和半径的比值。然后结合ECT02实验数据,分析了发生极区中层夏季回波现象时极区中层顶区域尘埃粒子电荷数和半径的比值,并得到尘埃粒子的半径以及尘埃粒子所带电荷量。结果表明,极区中层顶区域的尘埃粒子平均所带电荷不到一个,它的半径约为20nm。  相似文献   

10.
 通过Z变换的方法,将与频率有关的磁化等离子体的介电常数由频域变换到Z域,推导了Z变换形式的时域有限差分法计算式,模拟了电磁脉冲在磁化等离子体中的传播。经过离散傅里叶变换,给出了电磁波通过磁化等离子体后的反射系数和透射系数与频率的关系。还给出了模拟结果和理论值的对比。结果表明,Z变换算法的模拟结果比卷积分更接近理论值。  相似文献   

11.
The attenuation characteristics of obliquely incident electromagnetic(EM) wave in L-Ka frequency band in weakly ionized dusty plasma are analyzed based on the modified Bhatnagar-Gross-Krook(BGK) collision model.According to the kinetic equation and the charging theory,the total complex dielectric constant of the weakly ionized dusty plasma is derived by considering that the minimum velocity of the electron accessible to the dust particle surface is non-zero and the second potential part of the collision cross-section contributes to the charging.The attenuation characteristics within the modified model are compared with those within the traditional model.The influence of the dusty plasma parameters and the incident angle of EM waves on the attenuation in weakly ionized dusty plasma is further analyzed.Finally,the influence of different reentry heights on the attenuation characteristics of the obliquely incident EM wave is discussed.The results show that the effect of the minimum electron velocity and the second term of the collision cross-section on the attenuation characteristics of EM waves cannot be ignored.When the dust density and dust radius are changed,the trends of the attenuation of obliquely incident EM waves are consistent,but the influence of dust density is weaker than that of dust radius due to the constraint of orbit-limited motion(OLM) theory.The plasma thickness,electron density,and incident angle are proportional to the attenuation amplitude of EM waves.The effect of different reentry heights on the attenuation obliquely incident EM waves is related to the electron density and plasma thickness.  相似文献   

12.
Yan Liu  Hong Wei Yang 《Optik》2011,122(23):2086-2089
In this paper, the shift operator finite difference time domain (SO-FDTD) method and Runge-Kutta exponential time differencing (RKETD) method are introduced. The high accuracy and efficiency of the two methods are verified by calculating the reflection and transmission coefficients of electromagnetic waves through a collisional plasma slab. A comparison of computational efficiency of the two methods is presented by simulating the electromagnetic wave propagation in homogeneous non-magnetized plasma. The numerical results indicate that the calculation time using SO-FDTD method is less than that using RKETD method with almost the same accuracy.  相似文献   

13.
研究了强耦合尘埃等离子体的尘埃声波的线性色散关系和尘埃声孤波的非线性传播。考虑一个包含电子、离子、正电扰动尘埃颗粒的完全电离的三成分模型等离子体。假定其电子、离子数密度服从玻尔兹曼分布,而大质量的尘埃成分用一组经典流体方程描述,对系统方程进行线性化,得到了尘埃声波的线性色散关系,发现离子的集中参数对色散关系的影响很大。用约化摄动法对系统方程进行展开,得到了描述小振幅孤波的伯格斯方程。基于伯格斯方程研究了尘埃声孤波的基本特性,发现尘埃颗粒的强耦合效应对尘埃声孤波有很大的修正作用。该研究结果有助于理解尘埃空间等离子体中局域波的一些特性。  相似文献   

14.
研究了强耦合尘埃等离子体的尘埃声波的线性色散关系和尘埃声孤波的非线性传播。考虑一个包含电子、离子、正电扰动尘埃颗粒的完全电离的三成分模型等离子体。假定其电子、离子数密度服从玻尔兹曼分布,而大质量的尘埃成分用一组经典流体方程描述,对系统方程进行线性化,得到了尘埃声波的线性色散关系,发现离子的集中参数对色散关系的影响很大。用约化摄动法对系统方程进行展开,得到了描述小振幅孤波的伯格斯方程。基于伯格斯方程研究了尘埃声孤波的基本特性,发现尘埃颗粒的强耦合效应对尘埃声孤波有很大的修正作用。该研究结果有助于理解尘埃空间等离子体中局域波的一些特性。  相似文献   

15.
The dynamics of charged particles is investigated under conditions close to those of experiments in a weakly ionized laboratory gas-discharge dust plasma. The existing phenomenological criteria of phase transitions for dust structures in such a plasma are treated, and new criteria are suggested. The parameters responsible for the order and scaling of dynamic processes in Yukawa dissipative systems are determined. The relation for the diffusion coefficient D of macroparticles in strongly correlated liquid structures is derived.  相似文献   

16.
In this paper, the dielectric constant of dispersive medium is written as rational polynomial function, and the relationship between D and E is derived in time-domain. It is named shift operator FDTD (SO-FDTD) method. Compared to the analytical solution, the high accuracy and efficiency of this method is verified by calculating the reflection coefficient of the electromagnetic wave through a cold plasma slab. The effect on reflection coefficient is calculated by using the SO-FDTD method. The result shows that some factors effect on reflection coefficient. They are as follows: plasma thickness, electron density, electron distribution and incident frequency. And on most conditions, parabola distribution helps reduce reflection coefficient more effectively than homogeneous distribution.  相似文献   

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