非 Maxwellian 空间等离子体中具有 Landau 阻尼的非线性离子声波
等离子体物理
2024-06-07 v1 斑图形成与孤子
空间物理
摘要
研究了在无碰撞、非磁化电子-离子等离子体中，受动力学 (Landau 型) 阻尼影响下的非线性离子声孤立波动力学。采用冷离子流体模型耦合电子动力学的 Vlasov 类型动力学方程作为初始模型。假设电子 population 处于 kappa 分布状态，以考虑空间中常观察到的高能 (超热) 电子的非 Maxwellian 行为。通过多尺度扰动技术，导出电势的演化方程，形式为包含 Landau 阻尼 (关联电子统计特性) 的修正 Korteweg-de Vries (KdV) 方程。获得解析解，表征随时间挥幅衰减的孤立波。考察了 Landau 阻尼与非 Maxwellian 电子统计特性 (通过 kappa 参数) 对 IASW 特征的综合影响。对演化方程进行数值积分，以阐明动力学 Landau 阻尼对冲击形初始条件的重要性。本研究旨在改进对陆基环境下 Landau 阻尼影响下的非线性电静力波动力学的理解。
引用
@article{arxiv.2406.03267,
title = {Nonlinear Ion-Acoustic Waves with Landau Damping in Non-Maxwellian Space Plasmas},
author = {Hadia Mushtaq and Kuldeep Singh and Sadia Zaheer and Ioannis Kourakis},
journal= {arXiv preprint arXiv:2406.03267},
year = {2024}
}
备注
18 pages, 12 figures [Accepted version]