Влияние столкновений на динамику волн конечной амплитуды в плазме
DOI:
https://doi.org/10.21638/11701/spbu10.2022.204Аннотация
В рамках кинетического подхода исследуется эволюция нелинейных волн конечной амплитуды в слабостолкновительной максвелловской плазме. Для описания столкновений электронов с нейтральными частицами используется интеграл столкновений в форме Бхатнагара — Гросса — Крука, а коллективные взаимодействия определяются потенциалом Юкавы. Полученные соотношения позволяют оценить размер и тип возникающих структур.
Ключевые слова:
неидеальная плазма, слабые столкновения, когерентные структуры, волны конечной амплитуды
Скачивания
Библиографические ссылки
Файнберг Я. Б. Ускорение частиц в плазме // Атомная энергия. 1959. Т. 6. Вып. 4. С. 431–446.
Ашанин И. А., Ключевская Ю. Д., Махоро А. А., Механикова В. Ю., Мосолова О. А., Полозов С. М., Проников А. И., Ращиков В. И. Динамика пучка в линейном ускорителе-инжекторе Специализированного источника синхротронного излучения 4-го поколения ИССИ-4 // Вестник Санкт-Петербургского университета. Прикладная математика. Информатика. Процессы управления. 2019. Т. 15. Вып. 1. С. 126–139.
Кадомцев Б. Б. Затухание Ландау и эхо в плазме // Успехи физ. наук. 1968. Т. 95. Вып. 1. С. 111–129.
Schamel H. Hole equilibria in Vlasov — Poisson systems: A challenge to wave theories of ideal plasmas // Phys. Plasmas. 2000. Vol. 7. Iss. 12. P. 4831–4844.
Овсянников Д. А., Дривотин О. И. Моделирование интенсивных пучков заряженных частиц. СПб.: С.-Петерб. гос. ун-т, 2003. 176 с.
Diamond P. H., Itoh S.-I., Itoh K., Hahm T. S. Zonal flows in plasma — a review // Plasma Phys. Control. Fusion. 2005. Vol. 47. Iss. 5. P. R35–R161.
Rowlands G., Dieckmann M. E., Shukla P. K. The plasma filamentation instability in one dimension: nonlinear evolution // New J. Phys. 2007. Vol. 9. Iss. 8. N 247.
Polozov S. M. A possible scheme of electron beam bunching in laser plasma accelerators // NIM A. 2013. Vol. 729. Iss. 11. P. 517–521.
Roudskoy I., Kulevoy T. V., Petrenko S. V., Kuibeda R. P., Seleznev D. N., Pershin V. I., Hershcovitch A., Johnson B. M., Gushenets V. I., Oks E. M., Poole H. P. Bernas ion source discharge simulation // Review of Scientific Instruments. 2008. Vol. 79. Iss. 2. P. 02B313. 10. Потанин Е. П. Нагрев ионов гадолиниевой плазмы методом ионного циклотронного резонанса // Журн. техн. физики. 2006. Т. 76. Вып. 12. С. 47–51.
Van Kampen N. G. On the theory of stationary waves in plasmas // Physica. 1955. Vol. 21. P. 949–963.
Case K. M. Plasma oscillations // Ann. Phys. 1959. Vol. 7. Iss. 3. P. 349–364.
Bernstein I. B., Greene J. M., Kruskal M. D. Exact nonlinear plasma oscillations // Phys. Rev. 1957. Vol. 108. Iss. 3. P. 546–549.
Villani C. Particle systems and nonlinear Landau damping // Phys. Plasmas. 2014. Vol. 21. Iss. 3. P. 030901.
Kaganovich I. D. Effects of collisions and particle trapping on collisionless heating // Phys. Rev. 1999. Vol. 88. Iss. 2. P. 327–330.
Zheng J., Qin H. On the singularity of the Vlasov — Poisson system // Phys. Plasmas. 2013. Vol. 20. Iss. 9. P. 092114.
Karimov A. R., Lewis H. R. Nonlinear solutions of the Vlasov — Poisson equations // Phys. Plasmas. 1999. Vol. 6. Iss. 3. P. 759–761.
Karimov A. R. Nonlinear solutions of a Maxwellian type for the Vlasov — Poisson equations // Phys. Plasmas. 2001. Vol. 8. Iss. 5. P. 1533–1537.
Karimov A. R., Bogdanov V. K. Formation of kinetics coherent structures in weakly collisional media // Plasma. 2021. Vol. 4. Iss. 2. P. 359–365.
Власов А. А. Нелокальная статистическая механика. М.: Наука, 1978. 264 с.
References
Fainberg Ja. B. Uskorenie chastits v plasme [Acceleration of particles in plasma.] Atomic Energy, 1959, vol. 6, iss. 4, pp. 431–446. (In Russian)
Ashanin I. A., Klyuchevskaya Yu. D., Makhoro A. A., Mekhanikova V. Yu., Mosolova O. A., Polozov S. M., Pronikov A. I., Rashchikov V. I. Dinamika puchka v lineinom uskoritele-inzhektore Spetsializirovannogo istochnika sinkhrotronnogo izlucheniia 4-go pokoleniia ISSI-4 [Beam dynamics in the linear accelerator-injector of the Specialized source of synchrotron radiation of the 4th generation ISSI-4]. Vestnik of Saint Petersburg University. Applied Mathematics. Computer Science. Control Processes, 2019, vol. 15, no. 1, pp. 126–139.
Kadomtsev B. B. Zatukhanie Landau i echo v plasme [Landau damping and echo in plasma.] Usp. phys. nauk [Successes of Physical Sciences], 1968, vol. 95, iss. 1, pp. 111–129. (In Russian)
Schamel H. Hole equilibria in Vlasov — Poisson systems: A challenge to wave theories of ideal plasmas. Phys. Plasmas, 2000, vol. 7, iss. 12, pp. 4831–4844.
Ovsyannikov D. A., Drivotin O. I. Modelirovanie intensivnykh puchkov zariazhennykh chastits [Simulation of intense beams of charged particles]. St Petersburg, St Petersburg State University Press, 2003, 176 p. (In Russian)
Diamond P. H., Itoh S.-I., Itoh K., Hahm T. S. Zonal flows in plasma — a review. Plasma Phys. Control. Fusion, 2005, vol. 47, iss. 5, pp. R35–R161.
Rowlands G., Dieckmann M. E., Shukla P. K. The plasma filamentation instability in one dimension: nonlinear evolution. New J. Phys., 2007, vol. 9, iss. 8, no. 247.
Polozov S. M. A possible scheme of electron beam bunching in laser plasma accelerators. NIM A, 2013, vol. 729, iss. 11, pp. 517–521.
Roudskoy I., Kulevoy T. V., Petrenko S. V., Kuibeda R. P., Seleznev D. N., Pershin V. I., Hershcovitch A., Johnson B. M., Gushenets V. I., Oks E. M., Poole H. P. Bernas ion source discharge simulation. Review of Scientific Instruments, 2008, vol. 79, iss. 2, p. 02B313.
Potanin E. P. Nagrev ionov gadolinievoi plazmy metodom ionnogo tsiklotronnogo rezonansa [Heating of gadolinium plasma ions by the ion cyclotron resonance method]. Journal of Technical Physics, 2006, vol. 76, iss. 12, pp. 47–51. (In Russian)
Van Kampen N. G. On the theory of stationary waves in plasmas. Physica, 1955, vol. 21, pp. 949–963.
Case K. M. Plasma oscillations. Ann. Phys., 1959, vol. 7, iss. 3, pp. 349–364.
Bernstein I. B., Greene J. M., Kruskal M. D. Exact nonlinear plasma oscillations. Phys. Rev., 1957, vol. 108, iss. 3, pp. 546–549.
Villani C. Particle systems and nonlinear Landau damping. textit Phys. Plasmas, 2014, vol. 21, iss. 3, p. 030901.
Kaganovich I. D. Effects of collisions and particle trapping on collisionless heating. Phys. Rev., 1999, vol. 88, iss. 2, pp. 327–330.
Zheng J., Qin H. On the singularity of the Vlasov — Poisson system. Phys. Plasmas, 2013, vol. 20, iss. 9, p. 092114.
Karimov A. R., Lewis H. R. Nonlinear solutions of the Vlasov — Poisson equations. Phys. Plasmas, 1999, vol. 6, iss. 3, pp. 759–761.
Karimov A. R. Nonlinear solutions of a Maxwellian type for the Vlasov — Poisson equations. Phys. Plasmas, 2001, vol. 8, iss. 5, pp. 1533–1537.
Karimov A. R., Bogdanov V. K. Formation of kinetics coherent structures in weakly collisional media. Plasma, 2021, vol. 4, iss. 2, pp. 359–365.
Vlasov A. A. Nelokal'naia statisticheskaia mekhanika [Nonlocal statistical mechanics]. Moscow, Nauka Publ., 1978, 264 p. (In Russian)
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Статьи журнала «Вестник Санкт-Петербургского университета. Прикладная математика. Информатика. Процессы управления» находятся в открытом доступе и распространяются в соответствии с условиями Лицензионного Договора с Санкт-Петербургским государственным университетом, который бесплатно предоставляет авторам неограниченное распространение и самостоятельное архивирование.
