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静电波的振幅方程:弱不稳定极限下的通用奇性行为

chao-dyn 2009-10-22 v1 混沌动力学

摘要

从无碰撞等离子体平衡态 F0(v)F_0(v) 的不稳定流形上的动力学推导出一个不稳定模式的振幅方程。该模式的特征值源于介电函数 ϵk(z)\epsilon_k(z) 的简单零点;当线性增长率 γ\gamma 趋于零时,特征值与虚轴上的连续谱合并并消失。利用 ρ\rho 的展开研究模式振幅 ρ(t)\rho(t) 的演化。当 γ0\gamma\to 0 时,展开系数发散,但这些奇性可通过重新标度振幅来吸收:ρ(t)γ2r(γt)\rho(t)\equiv\gamma^2\,r(\gamma t)。这使得理论有限,也表明电场表现出捕获标度 Eγ2E\sim\gamma^2。这些奇性和标度关系与所考虑的特定 F0(v)F_0(v) 无关。r(τ)r(\tau) 的渐近动力学仅通过 expiξ\exp{i\xi} 依赖于 F0F_0,其中 dϵk/dz=ϵkexpiξ/2d\epsilon_k/dz=|\epsilon'_k|\exp{-i\xi/2}。类似的结果也适用于电场和分布函数。

关键词

引用

@article{arxiv.chao-dyn/9409007,
  title  = {Amplitude Equations for Electrostatic Waves: universal singular behavior in the limit of weak instability},
  author = {John David Crawford},
  journal= {arXiv preprint arXiv:chao-dyn/9409007},
  year   = {2009}
}

备注

79 pages (Latex/RevTex), 4 figures available in hard copy from the Author ([email protected]). Paper has been accepted at Physics of Plasmas