双流体等离子体中的受迫波

我们研究了弱电离等离子体中的波传播物理，及其在多流体磁流体动力学（MHD）激波形成中的应用。我们将等离子体建模为由离子 - 中性粒子摩擦耦合的独立带电流体和中性流体。在远小于离子 - 中性粒子拖曳时间的时刻，流体是解耦的，因此独立演化。在较晚时刻，演化由带电粒子与中性粒子之间巨大的惯性失配决定。中性流继续独立演化；带电流则由摩擦驱动并受控于中性流。我们通过考虑带电流体遵循线性化运动方程这一特殊但实际的情况，解析地计算了这种受迫流。我们对线性受迫 MHD 波进行了广泛分析。受迫 MHD 波的物理体现在特定的格林函数中，这些函数描述了短时间尺度上的波传播、长时间尺度上的双极扩散以及中间时间的过渡行为。作为说明，我们给出了两个相同星际云碰撞过程中多流体激波形成的近似解。碰撞在中性流体中产生前向和反向 J 激波，并在带电流体中产生瞬态现象。后者迅速演变为 J 激波上的一对磁前驱体，其中离子进行无力运动，磁场随时间单调增长。当线性分析不再有效时，流动似乎呈现自相似性。