含有双温非热离子的热尘埃等离子体中二维尘埃声孤波(2010年)资源-CSDN文库

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第

卷第

期

2010

年

月

河南师范大学学报(自然科学版)

] ournal

Henan

Normal

University

(Natural

Science)

文章编号

;1000--2367(2010)05

一

0096

一

Vol.38

No.5

t.2010

含有双温非热离子的热尘埃等离子体中二维尘埃声孤波

张开彪，王红艳，向必纯，谢云霞

(四川理工学院物理系，四川自贡

643000)

摘

要:以含有双温非热离子的无磁化热尘埃等离子体为研究对象，使用约化摄动方法得到了描述有限小振

幅波动的

方程.研究结果表明，尘埃流体的温度及两种不同温度满足非热分布的离子会严重影响和改变着尘埃

声孤波的类型与结构，系统中既可能出现稀疏形孤波也可能出现压缩形孤波，而且，孤波的振幅与宽度亦有明显

改变.

关键词:尘埃声孤波;双温非热离子

;KP

方程

中图分类号

:0534

文献标志码

众所周知，大质量、高电量的尘埃颗粒的存在，会对等离子体的电中性、各种波动及其稳定性产生影响.

而且，带电的尘埃颗粒作为一种新的等离子体组分，自身也会产生一些集体运动，如尘埃声波、尘埃离子声波

等.同时，由于在尘埃等离子体系统中存在着非线性、色散、耗散作用以及不稳定性，从而会产生一些非线性

相干结构，如孤波口

.2J

、激波

[3J

、尘埃晶格等.系统中的各种形式的碰撞、粘性和朗道阻尼均会产生耗散作用，

非线性作用能使波破碎，色散效应使波弥散，当耗散作用与非线性作用达到平衡时会形成激波，而当非线性

作用与色散效应达到平衡时会形成孤波，如尘埃声孤波川、尘埃离子声孤波[町等.最近，林等人对含有非热离

子的冷尘埃等离子体中的波动情况进行了研究

[6J

其中，他们建立的模型没有考虑尘埃流体的温度，只含有

一种非热离子.我们研究了含有二种非热离子的冷尘埃等离子体中传播的尘埃声孤波

[7.8J

其中，尘埃流体

的温度亦没有考虑.另外，以上的研究也只能用来解释一维理想情况下的波动，而并不适用于高维的尘埃等

离子体系统.因此，本文将考虑尘埃流体温度这个因素，研究由热的尘埃流体、满足玻耳兹曼分布的电子和

均满足非热分布的高温离子与低温离子组成的组分且在三维空间分布的尘埃等离子体系统.使用约化摄动

方法得到描述在此系统中传播的尘埃声孤波的

Kadomtsev

Petviashvili

(KP)

方程，并借助数学软件讨论

了尘埃流体的温度及双温非热分布的离子对尘埃声孤波性质的影响.结果表明，它们均可显著影响和改变着

孤波结构.而且，使稀疏形孤波与压缩形孤波的临界条件也发生了极大变化.

控制方程

研究的尘埃等离子体包含四种成分:大质量、带负电的热的尘埃流体，满足非热分布的高温离子与低温

离子以及满足

Boltzmann

分布的电子.假定尘埃等离子体是未磁化的，波沿

方向传播，但在

方向上存在

着弱高阶横向扰动.其无量纲后的运动方程为

学

+JZ(ndUd)+JZMUd)=0

，

3..

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收稿日期

;2010-03-08

基金项目:四川省教育厅重点科研项目

(08ZA16

;四川理工学院学校科研基金

(2009xjkyL006)

作者简介:张开彪

0973--

)，男，甘肃武威人，四川理工学院讲师，研究方向为非线性物理.

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