本文采用“Particle in cell”(PIC)數(shù)值模擬方法,研究無碰撞、四組分的非磁化塵埃等離子體系統(tǒng)中塵埃離子聲孤立波的非線性傳播特性。其中:電子服從非廣延q分布、正離子服從麥克斯韋分布、負離子是有慣性的,塵埃顆粒帶負電并被認為是靜止的。首先,用約化攝動法推出描述系統(tǒng)塵埃離子聲波的KdV、mKdV和Gardner方程。其次,用PIC方法模擬了KdV孤子、mKdV孤子和Gardner孤子的傳播過程。對比分析PIC模擬結果和解析解,我們發(fā)現(xiàn):小振幅稀疏型的KdV孤子可以穩(wěn)定傳播,隨著其振幅的增大,在演化的過程中孤子波包的尾部會出現(xiàn)一些小振幅的孤子;壓縮型KdV孤子不能穩(wěn)定傳播,在其尾部會出現(xiàn)振蕩;m KdV孤子在傳播過程中波包尾部出現(xiàn)振蕩。對于有限振幅的Gardner孤子,壓縮型和稀疏型的孤子都能穩(wěn)定傳播。

【文章頁數(shù)】：53 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1（2）塵埃離子聲波

世紀80年代末開始，對于塵埃等離子體中不同類型的波理成為等離子體中快速發(fā)展的領域。下面介紹幾種塵埃等埃聲波波是一種低頻波，它的慣性來自于塵埃顆粒，電子和離子塵埃聲波的頻率范圍是th,dpdth,ikvkv，其中k是波數(shù)速度，th,iv是離子的熱速度....

圖2-1.(a)為cq關和n的相圖，(b)為A關q和n的相圖

圖2-1.(a)為cq關和n的相圖，(b)為A關q和n的相圖。此處，0U是大于0的常數(shù)，因此，對應，當cqq時，0m，對應K子是稀疏型的；當cqq時，0m，對應KdV孤子是壓縮型的。圖2-2為q取不同值時KdV孤....

圖2-2為參數(shù)q取不同值時KdV孤子電勢的波形圖

圖2-1.(a)為cq關和n的相圖，(b)為A關q和n的相圖。此處，0U是大于0的常數(shù)，因此，對應，當cqq時，0m，對應KdV孤子是稀疏型的；當cqq時，0m，對應KdV孤子是壓縮型的。圖2-2為參數(shù)q取不同值時....

圖2-3為參數(shù)cqq時，mKdV孤子電勢的波形圖

圖2-3為參數(shù)cqq時，mKdV孤子電勢的波形圖。er方程及其孤子解的分析我們看到，當非廣延參數(shù)cqq時，A0，程得到Gardner方程來描述q在cq附近取值式的塵埃Gardner方程，可以作入如下處理：()cqqcAAsqqCs....

本文編號：3958122