等離子體中自生電場(chǎng)對(duì)激波面和界面不穩(wěn)定性的影響.pdf

1、等離子體激波與界面相互作用在慣性約束聚變和天體物理中都是一個(gè)重要問題。
　　 本文主要研究等離子體中自生電場(chǎng)在激波與界面相互作用過程中對(duì)激波面不穩(wěn)定性和界面不穩(wěn)定性(如：Rayleigh-Taylor不穩(wěn)定性)所產(chǎn)生的新的影響。
　　 本文將等離子體激波面視作有厚度的陣面來研究其受擾后的穩(wěn)定性。因此，我們首先用雙流體方程和Maxwell方程組對(duì)等離子體激波面結(jié)構(gòu)進(jìn)行了數(shù)值模擬，得到了二維軸向激波面結(jié)構(gòu)和一維強(qiáng)激波結(jié)構(gòu)，并

2、給出了非中性等離子激波的Rankine-Hugoniot關(guān)系。在此基礎(chǔ)上，將受擾激波面的不穩(wěn)定性按照擾動(dòng)波長的大小分為兩種情形進(jìn)行分析。在波長與德拜長度可比的情況下，采用簡(jiǎn)正模方法，并在全空間取傅氏變換，可得到解析的色散關(guān)系。我們發(fā)現(xiàn)受擾激波面存在類似Langmiur波和離子聲波的不穩(wěn)定模式，其不穩(wěn)定性由等離子體激波面上的平衡量梯度和(或)自生電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)。在擾動(dòng)波長與離子間碰撞平均自由程可比的情況下，只在垂直激波運(yùn)動(dòng)方向取傅氏變換，可得到

3、關(guān)于擾動(dòng)量的微分方程組，輔以適當(dāng)?shù)倪吔鐥l件，構(gòu)成特征值問題。從所構(gòu)成的特征值問題和所求色散關(guān)系可發(fā)現(xiàn)，此時(shí)的受擾激波面具有類似Rayleigh-Taylor (R-T)不穩(wěn)定性的不穩(wěn)定性模式。
　　 當(dāng)采用雙流體方程和Maxwell方程組來描述等離子體時(shí)，在等離子體激波與界面相互作用的另一面——界面不穩(wěn)定性的演化中也存在類似的自生電場(chǎng)。以R-T不穩(wěn)定性為例，我們發(fā)現(xiàn)考慮流體可壓縮性時(shí)，該電場(chǎng)均對(duì)R-T不穩(wěn)定性具有致穩(wěn)作用。