具有剪切流的磁化等离子体的精确混合动理学平衡

背景。具有剪切流的磁化等离子体存在于许多自然环境中，例如地球磁层顶和太阳风。所涉及等离子体的无碰撞性质要求采用动理学描述。当剪切层的宽度处于离子尺度量级时，可采用混合 Vlasov-Maxwell 方法。目的。本文旨在混合 Vlasov-Maxwell 描述框架内，推导具有平面剪切流的磁化等离子体稳态构型的显式形式。考虑了两种构型：第一种为相对于体速度斜向均匀的磁场；第二种为大小均匀但方向可变的磁场。方法。通过结合由粒子动力学研究导出的单粒子运动常数，获得稳态离子分布函数。在背景电磁场的局部近似下，解析推导出有关分布函数形式的初步信息。随后，建立数值方法以获得一般剖面下的解。结果。所得到的显式分布函数可用于获得密度、体速度、温度和热流的剖面。还评估了分布函数中的各向异性和非回转性。在均匀斜向磁场情形下，通过数值模拟检验了解的稳定性。结论。所考虑的构型可用作 Kelvin-Helmholtz 不稳定性模拟中地球磁层顶的模型。