聚变等离子体中杂质离子对尘埃颗粒电势的影响

用粒子轨道理论研究了多电荷正离子对聚变等离子体中尘埃颗粒充电过程以及充电平衡时表面电势的影响。模拟结果表明,在氢等离子体中,多电荷正离子的浓度越大、电荷数越多以及离子质量数越大,都将使得尘埃颗粒在充电过程中迅速携带较多的负电荷,且充电平衡时具有更大的负电性。此外,充电平衡时,尘埃颗粒表面电势与氢等离子体中另一种多电荷正离子的浓度呈负线性相关,多电荷正离子对随氢离子温度变化的尘埃颗粒表面势的极值也产生影响。     

量子尘埃等离子体中尘埃充电对尘埃声波的影响

采用流体动力学方程组和尘埃充电方程组成的自洽模型系统,对量子尘埃等离子体中的尘埃声波波动性质进行了研究。通过线性理论分析方法得到系统的尘埃声波波动方程及其色散关系,并对色散关系进行了数值分析。研究表明:充电效应定性地修正了尘埃声波的色散特性,引起尘埃声波的耗散,其耗散强度主要与尘埃等离子体的参数有关。最后,分析了引起尘埃声波耗散的物理原因。     

量子尘埃等离子体中尘埃充电对尘埃声波的影响

采用流体动力学方程组和尘埃充电方程组成的自洽模型系统,对量子尘埃等离子体中的尘埃声波波动性质进行了研究。通过线性理论分析方法得到系统的尘埃声波波动方程及其色散关系,并对色散关系进行了数值分析。研究表明：充电效应定性地修正了尘埃声波的色散特性,引起尘埃声波的耗散,其耗散强度主要与尘埃等离子体的参数有关。最后,分析了引起尘埃声波耗散的物理原因。     

双麦克斯韦分布尘埃等离子体中尘埃粒子的充电研究

根据充电方程和电荷守恒条件,导出了双麦克斯韦分布的弱电离尘埃等离子体充电频率(电荷弛豫速率),给出了充电电流的计算公式. 对结果分析表明,定向运动速度大小对充电电流和充电频率有一定的影响,充电频率随着定向速度增加而减小,当定向速度远远小于电子的热速度时,充电频率与文献给出的表达式一致. 关键词： 尘埃等离子体 双麦克斯韦分布 充电频率     

弱电离尘埃等离子体的介电张量研究

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     

尘埃粒子充放电过程对尘埃等离子体电导率的影响

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     

反应等离子体中尘埃空洞形成的实验研究

利用气体合成（乙烯和硅烷，氩气是载气）的方法，产生尘埃粒子，并在此基础上研究了悬 浮在射频等离子体鞘层上方的尘埃云及尘埃空洞.实验结果给出了尘埃云和尘埃空洞与射频 功率和气压等参数的关系曲线. 关键词： 尘埃等离子体 尘埃空洞 尘埃云     

尘埃等离子体中非线性波的叠加效应及稳定性问题

研究了小的有限振幅的无磁场尘埃等离子体中的非线性波.在一维情况下由Kortewegde Veries(KdV)方程来描述,考虑了二维情况下尘埃等离子体中尘埃颗粒上电荷的变化效应以及双温度离子效应后,尘埃等离子体受到横向高阶扰动后动力学方程由Kadomtsev-Petviashvili(KP)方程来描述.在此基础上,研究了以任意夹角传播的两个及三个孤立子的相互作用问题,考虑非线性效应后振幅相等的双孤立子在相互作用区域内振幅最大值是单个孤立子振幅的4倍,振幅相等的三孤立子在相互作用区域内振幅最大值是单个孤立子振幅的9倍.研究还表明波的传播方向受到横向高阶扰动后是稳定的.     

尘埃等离子体中非线性波的叠加效应及稳定性问题

研究了小的有限振幅的无磁场尘埃等离子体中的非线性波.在一维情况下由Korteweg de Veries (KdV)方程来描述,考虑了二维情况下尘埃等离子体中尘埃颗粒上电荷的变化效应以及双温度离子效应后,尘埃等离子体受到横向高阶扰动后动力学方程由Kadomtsev-Petviashvili(KP)方程来描述.在此基础上,研究了以任意夹角传播的两个及三个孤立子的相互作用问题,考虑非线性效应后振幅相等的双孤立子在相互作用区域内振幅最大值是单个孤立子振幅的4倍,振幅相等的三孤立子在相互作用区域内振幅最大值是单个孤立子振幅的9倍.研究还表明波的传播方向受到横向高阶扰动后是稳定的.     

等离子体鞘层中尘埃粒子的分布特性

采用柱槽状电极的流体模型，数值模拟了等离子体鞘层及鞘层中尘埃粒子的分布结构. 研究了尘埃粒子数、粒子大小、电极尺寸等因素对尘埃分布结构的影响. 研究表明：当等离子体密度较高时，鞘层较薄，反之鞘层较厚；当尘埃粒子数少时，尘埃分布形成一层结构，反之则形成多层结构；随电极尺寸的不同，尘埃粒子形成一些复杂而又有趣的结构. 关键词： 尘埃粒子 等离子体鞘层 电极     

Interaction of solitary waves in magnetized warm dusty plasmas with dust charging effects

In consideration of adiabatic dust charge variation, the combined effect of the external magnetized field and the dust temperature on head-on collision of the three-dimensional dust acoustic solitary waves is investigated. By using the extended Poincar\'e--Lighthill--Kuo method, the phase shifts and the trajectories of two solitons after the collision are obtained. The effects of the magnitude and the obliqueness of the external magnetic field and the dust temperature on the solitary wave collisions are discussed in detail.     

等离子体环境下孤立导体表面充电时域特性研究

航天器在等离子体环境下的表面充放电受到多种因素影响, 其中充电时间是影响静电放电频次的一个重要因素. 本文从等离子体的微观结构出发, 同时考虑材料参数特性, 在对每个粒子运用力学原理的基础上, 以统计方法 推导出孤立导体球表面充电电位时域表达式. 利用电位时域表达式推导出孤立导体球净电荷量时域表达式及静电场能量时域表达式. 以较低非极地地球轨道和较高地球同步轨道为例对孤立导体球电位、 净电荷量及静电场能量的时域特性进行了讨论, 分析了空间环境参数和导体球半径大小对表面充电的影响, 总结出等离子体环境下孤立导体表面充电时域特性规律. 关键词： 等离子体 孤立导体 表面带电 时域     

Formation and dissociation of dust molecules in dusty plasma

Dust molecules are observed in a dusty plasma experiment.By using measurements with high spatial resolution,the formation and dissociation of the dust molecules are studied.The ion cloud in the wake of an upper dust grain attracts the lower dust grain nearby.When the interparticle distance between the upper dust grain and the lower one is less than a critical value,the two dust grains would form a dust molecule.The upper dust grain always leads the lower one as they travel.When the interparticle distance between them is larger than the critical value,the dust molecule would dissociate.     

The effects of dust temperature and the dust charge variation in a dusty plasma with vortex—like ion distribution

By considering both the dust temperature and the dust charge variation in dusty plasma with vortex-like ion distribution, we obtained a modified Korteweg－de Vries equation. It indicates that the effect of dust charge variation can cause the one-dimensional soliton amplitude to become larger, and the dust temperature can cause the soliton amplitude to become larger as well. Moreover, as the dust temperature increases, the soliton amplitude will increase.     

Effect of nonthermal ion distribution and dust temperature on nonlinear dust acoustic solitary waves

The effects of nonthermal ion distribution and finite dust temperature are incorporated in the investigation of nonlinear dust acoustic waves in an unmagnetized dusty plasma. Sagdeev pseudopotential method which takes into account the full nonlinearity of plasma equations, is used here to study solitary wave solutions. Possibility of co-existence of refractive and compressive solitons as a function of Mach number, dust temperature and concentration of nonthermal ions, is considered. For the fixed value of nonthermal ions, it is found that the effect of increase in dust temperature is to reduce the range of co-existence of compressive and refractive solitons. Particular concentration of nonthermal ions results in disappearance of refractive solitons while the decrease in dust temperature, at this concentration restores the lost refractive solitons.