强碰撞磁化尘埃等离子体中的漂移波

研究磁化尘埃等离子体的波动机理,对相关实验、工业加工、天体空间探测等具有重要的价值.本文研究了非均匀磁化尘埃等离子体系统的线性和非线性波动特性.对处于均匀外磁场中的非均匀尘埃等离子体系统,存在密度和温度梯度的非均匀环境,考虑尘埃和中性粒子的强碰撞作用,得到了一个二维非线性磁流体动力学方程.通过线性化得到了色散关系,系统既有强碰撞引起的阻尼波,又有粒子漂移产生的谐波;典型的数值参量分析结果表明,量子参量修改了系统的尺度;实频与漂移频率成正比关系,而虚频与尘埃和中子间的碰撞频率有着比较复杂的关系,粒子的碰撞引起了系统的耗散效应.通过函数变换法,获得了漂移的冲击波和爆炸波的解析解.详细讨论了静电势随着主要物理量的变化,研究结果显示,静电冲击波的幅度和爆炸波的宽度都随尘埃密度和外界磁场强度的增大而增大,随着碰撞频率的增大而减小,随漂移速度而变化.当时空相位较小时,静电势变化很快,一旦足够大时,静电势将趋于稳定值,最终达到稳定的状态.最后对系统的稳定性问题进行了分析,发现尘埃电荷量、量子参量、漂移速度都出现在扰动解中.本文所得结果表明,强碰撞效应、量子效应、粒子漂移和外界磁场等主要物理量都对尘埃...     

磁化等离子体中静电漂移波和剪切阿耳芬波的非线性耦合

本文采用Hasegawa-Wakatani方程组研究磁化等离子体中静电漂移波和剪切阿耳芬波的非线性耦合。求得非线性方程组的偶极涡旋解。这些解属于本性电磁涡旋,对应的扰动磁场和纵向电流在涡旋边界上是连续的。 关键词：     

磁化碰撞等离子体对雷达波的共振吸收

使用平板几何对雷达工作频段的电磁波在磁化碰撞等离子体中的传播作了数值计算,计算结果表明,在均匀等离子体中,当等离子体碰撞频率f∞=0.1,0.5,1GHz及电磁波频率接近高混杂频率时,电磁波衰减和被吸收功率出现最大峰值,即出现共振吸收;当fen=1,10GHz时,电磁波衰减、被吸收功率和透射功率曲线变得很平坦;衰减和吸收功率随等离子体密度的增大而增大,在n=10^11cm^-3时,衰减可达100dB,吸收比可达80％。在非均匀等离子体中,电磁波的反射功率峰值比在均匀等离子体中大。因此,磁化均匀等郭了体更有利于等离子体隐身。     

静电波对漂移不稳定性的抑制作用

振幅足够大的静电波在等离子体中可使带电粒子的运动轨道发生改变。利用Vlasov方程和Poisson方程在改变轨道上考察漂移波扰动,得到了色散关系。求解色散关系所得的结果表明,在一定条件下,静电波可抑制不稳定的漂移波。     

非线性漂移波在行波扰动下的绕数分岔与超级结构

在文献[1]中,数字计算揭示出在时空周期场驱动下,有阻尼的非线性漂移波方程其分岔图显示出某种标度的超级结构。本文指出,漂移波方程的扰动解与未扰系统的解之间的共振和因此而引起的绕数分岔,是出现这种超级结构的原因。由此计算的波数与频率之间的标度关系,与数字实验结果符合。 关键词：     

束—等离子体放电中低频等离子体波的非稳定性研究

本文采用非中性冷等离子体模型,研究了沿磁场入射的电子束和等离子体相互作用引起的低频等离子体波的非稳定性。计算表明,在束-等离子体放电情况下,振动频率和增长率都随电子束密度增加而增加,当束电流一定时,它们随l增加而略有增加。l=1时其频率数量级与离子迴旋频率相同。l≥3时,振动频率几乎不随k_z变化,其振动频率和增长率数量级与低混杂振荡频率相同,实质是低混杂漂移非稳定性。理论结果与实验一致。     

托卡马克装置磁轴附近的低频漂移波稳定性计算

一、基本方程和定解条件 为了研究低频漂移波不稳定性,文[1]给出了无量纲化的本征摸方程     

等离子体柱中的短波漂移旋涡

本文研宄等离子体柱中短波漂移非线性波。我们推导出柱坐标系中描述该波的非线性耦合方程组,求出一类不同于在笛卡尔坐标系中得到的偶极旋涡(vortex)的新解。这类新解由轴对称和反对称两部分组成,称之为径向旋涡。     

电离层等离子体交换不稳定性与大气重力波的耦合

研究了赤道电离层等离子体交换不稳定性和大气重力波的耦合性质。如果没有外部扰动的影响，非线性效应使交换不稳定性饱和在一个很小的幅度上。在适当的条件下，重力波能触发交换不稳定性。如果重力波的幅度足够大，所触发的交换不稳定性的扰动幅度能达到５０％甚至更大，产生等离子体泡，本文的理论揭示了电离层大尺度扩展Ｆ的产生机制，可以解释许多重要的电离层观测现象。 关键词：     

热电子等离子体的耗散漂移不稳定性

在热电子等离子体中,存在密度梯度驱动的低频耗散性漂移波,本文导出了包括等离子体电阻性和粘滞性的漂移波的色散关系。热电子环能降低不稳定性的增长率,减少等离子体的反常输运损失。漂移波被热电子环完全稳定的条件是β_h>4ξ/(1+2ξ)。实验中测量了漂移波的激发区域和振荡特性,观察了热电子环的稳定作用实。验结果与理论分析相符。 关键词：     

热电子对低频等离子体漂移波的稳定作用

本文用磁流体理论导出了热电子等离子体中,等离子体密度梯度驱动的低频漂移波的色散关系,分析了热电子的稳定作用。热电子成分稳定等离子体低频扰动的物理机制是charge uncovering效应,它只依赖于热电子同等离子体的密度比α,而不依赖于热电子的β值。热电子能降低等离子体交换模和漂移波的增长率,减少漂移波引起的等离子体反常输运损失。稳定等离子体交换模要求α≈2％,稳定等离子体漂移波要求α≈40％。理论上预示了在热电子等离子体中,等离子体漂移波是最重要的低频不稳定性。 关键词：     

简单磁镜中热电子等离子体的基本特性

本文叙述了简单磁镜中,热电子等离子体的实验结果。微波在基频共振层击穿气体产生等离子体,二次偕振加热产生热电子环。等离子体激发了低频交换模和漂移波,热电子环对等离子体的扰动有稳定作用。     

PASTOCHASTIC INSTABILITY IN HOT ELECTRON PLASMA

Secular perturbation theory is used to describe the hot electron motion in an inhomogeneous magnetic field. A group of precessional modes is investigated. A criterion for determining the stochastic instability is obtained. It is found that higher precessional frequencies have more stabilizing effects.     

热电子等离子体低频不稳定性的非线性理论

本文分析了热电子等离子体中低频漂移不稳定性和交换不稳定性的非线性性质,导出了扰动幅度随时间变化的非线性耦合方程,得到了等离子体密度扰动的饱和幅度,讨论了热电子成分对饱和幅度的影响。漂移波引起的等离子体密度扰动相对幅度约20％,交换模引起的等离子体密度相对扰动幅度约5％。当热电子成分达到线性稳定条件所要求的阈值时,漂移波和交换模的饱和幅度降为零。 关键词：     

圆柱形等离子体中漂移波的稳定性

在平板模型下,所谓普适模是绝对稳定的。对于圆柱形等离子体,情形又如何呢?两者的主要差别在于:代替平板模型下的外行波边条件,在柱模型下则在r=0和r=∞处都没有波能外流。这可有效地改变模的稳定性。假设了指数型密度和电流分布,本文导出了漂移波的积分本征方程。在模径向慢变的情形下,它可变为二阶微分方程。对此方程作了数值计算,结果表明确实存在不稳定模。对两种模型(平板模型与柱模型)作了比较。 关键词：     

强碰撞下的漂移波稳定性

在碰撞存在时,考虑到在扰动电场作用下电子沿磁力线的宏观运动,用迴旋动力技术导出了强碰撞的积分本征方程。随后用LCN方法严格解析地证明了在平板剪切磁场的作用下,漂移波是绝对稳定的。 关键词：     

纯电子等离子体的宏观非寻常模稳定性

本文利用冷流体模型及麦克斯韦方程研究了磁约束在圆柱形导体容器内的纯电子等离子体的宏观非寻常模稳定性,导出了电磁性槽纹扰动(k_Z=0)下的普遍本征方程。数值研究了电子密度为矩形分布和钟形分布下等离子体的稳定性。     

热电子等离子体的低频交换不稳定性

本文用磁流体理论,导出了包含导电端板“线结”效应的热电子等离子体低频交换模的色散关系,分析了热电子环的稳定作用,求出了稳定性判据。“线结”效应能大大降低交换模的增长率。取热电子密度为零,就得到简单流体等离子体的结果。     

弱相对论电子等离子体的宏观非寻常模稳定性

本文利用宏观冷流体模型及麦克斯韦方程研究了磁约束在圆柱形导体容器内的弱相对论电子等离子体的宏观非寻常模稳定性，寻出了槽纹扰动下（ｋｚ＝０）的普遍本征方程，分析中包含平衡自洽场。在低频扰动情况下，简化了本征方程，并仔细研究了电子等离子体在矩形分布下的稳定性质。