双离子等离子体中强激波内的离子种类分层

多离子等离子体中的强碰撞激波出现在许多环境中，惯性约束聚变（ICF）实验即是一个突出例子。近期工作 [Keenan ${\it et \ al.}$，PRE ${\bf 96}$，053203 (2017)] 详细回答了关于稳态平面等离子体激波动理学结构的若干悬而未决问题，例如激波宽度随马赫数 $M$ 的标度。但它未讨论激波驱动的离子种类分层（例如相对浓度改变与温度分离）。这些是重要效应，因为许多近期 ICF 实验无法用标准的单流体辐射流体力学（rad-hydro）数值模拟解释，而激波驱动的燃料分层很可能造成了这一偏差。采用最先进的 Vlasov-Fokker-Planck 代码 iFP，结合多离子流体模拟与半解析，我们针对双离子等离子体，按离子质量与电荷比量化了任意马赫数与相对种类浓度的平面激波所引起的离子分层。特别地，对于强激波，我们发现离子温度分离的结构在离子质量与电荷比上具有近乎普适的特征。此外，我们发现激波前沿富集较轻离子种类，且对于 $M \gg 1$ 富集度按 $M^4$ 标度。