Vlasov-Poisson 方程非线性孤立解的迎头碰撞
斑图形成与孤子
2019-02-21 v1 等离子体物理
摘要
为研究 Vlasov-Poisson 方程组非线性孤立解的稳定性，采用全动力学模拟方法进行研究。研究在无碰撞、静电、麦克斯韦电子-离子等离子体的离子声 regime 下开展。被捕获电子群体基于著名的 Schamel 分布函数建模。通过非线性解的迎头相互碰撞检验其碰撞稳定性。发现包含三方面主要内容：(I) 这些非线性解按马赫数分为稳定、半稳定与不稳定三类。半稳定解表明随马赫数增大由稳定向不稳定解的平滑过渡。(II) 解的稳定性可追溯至施加于平均流速的条件，即净中性。表明电子通量中早期 temporal 演化产生双极结构。该双极结构充当净中性不稳定性的种子，在碰撞中打破非线性解的能量平衡。随马赫数增大，双极结构振幅增长并导致更强不稳定性。(III) 确立在相互碰撞中，基于速度特征电子空穴的合并过程可以不同程度发生。具体地，电子空穴绕彼此旋转次数（合并阶段）可变。此外观察到，在非整数次旋转情形下，两个电子空穴交换其相空间核。
引用
@article{arxiv.1902.07472,
title = {Head-on collision of nonlinear solitary solutions to Vlasov-Poisson equations},
author = {S. M. Hosseini Jenab and G. Brodin},
journal= {arXiv preprint arXiv:1902.07472},
year = {2019}
}
备注
12pages, 6 figures, accepted for publication in Physics of Plasmas