具有剪切霍尔电流的等离子体静电不稳定性的非模态动力学理论

我们发展了由具有剪切电流速度的霍尔电流所驱动的不稳定性的动力学理论，该理论以剪切模方法或所谓非模态方法为基础。所发展的理论预言，在具有非均匀电场的霍尔等离子体中，扰动的独立空间傅里叶模是在随某一等离子体组分对流运动的参考系中确定的。由于霍尔等离子体中离子流与电子流的不同剪切，该模被第二组分感知为具有随时间变化波数的多普勒频移连续剪切模。由于这一效应，等离子体组分的相互作用形成了非模态随时间演化过程，应作为初值问题来研究。所发展的方法被应用于求解具有均匀速度剪切的剪切霍尔电流等离子体的流体修正双流不稳定性与动力学离子声不稳定性的线性初值问题。这些解揭示，电流速度的均匀部分负责不稳定性的模态演化，而电流速度剪切则是以随时间为 $\sim\left(t-t_0\right)^3$ 增长的指数发展的非模态不稳定性的来源。