空心阴极羽流中多维电流驱动等离子体不稳定性与湍流的谱分析
等离子体物理
2022-11-22 v2 计算物理
应用统计
摘要
空心阴极羽流中的大幅值电流驱动不稳定性可产生导致阴极溅射与航天器退化的高能离子。本文采用一种 2D2V（位形空间[D]与速度空间[V]各两维）基于网格的 Vlasov–Poisson（直接动力学）求解器研究其增长与饱和过程，该过程包含四个阶段：线性增长、准线性共振、非线性填充与饱和湍流。文中分析了湍流态下的线性模态增长率、非线性饱和过程以及离子速度与能量分布特征。在大电子漂移条件下，势能场变为湍流后的数个离子声周期后产生返流离子。针对 Vlasov 方程分析了尺度间相空间输运与定域性。该多维研究揭示了纵向与横向等离子体不稳定性之间的相互作用，以及等离子体湍流的起源。
引用
@article{arxiv.2210.11056,
title = {Spectral analysis of multidimensional current-driven plasma instabilities and turbulence in hollow cathode plumes},
author = {Wai Hong Ronald Chan and Ken Hara and Jonathan M. Wang and Suhas S. Jain and Shahab Mirjalili and Iain D. Boyd},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.11056},
year = {2022}
}
备注
Center for Turbulence Research Proceedings of the Summer Program 2022