弱磁化等离子体中的尘埃涡旋流分析

本文给出了弱磁化等离子体中受驱尘埃涡旋流的分析。为在非均匀磁场中重现于保守力场设置下、在无任何非保守场或尘埃电荷变化时所驱动的尘埃涡旋流，采用了二维流体模型作用于受限尘埃云。尽管分析中包含的与时间无关的电、磁场提供了保守的强迫机制，但当考虑近期由 [M. Puttscher and A. Melzer, Physics of Plasmas, 21,123704(2014)] 在尘埃等离子体实验中观测到的基于漂移的机制时，尘埃涡旋流解被证明可被重现。我们考察了由电子 E*B 漂移产生的极化所生成的纯双极电场驱动尘埃流的情形。磁梯度促成了剪切的 E*B 漂移流，在无离子拖曳的情况下驱动了涡旋流。解析流函数解已针对变化的磁场强度、其梯度以及尘埃流体的运动粘度进行了分析。分析了 B 场梯度的影响，并与等离子体鞘层中存在的 E 场梯度的影响形成对比。