НЕЛИНЕЙНАЯ ДИНАМИКА ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ВОЛН В ИЗОТЕРМИЧЕСКОЙ ПЛАЗМЕ

Аннотация

  В рамках гидродинамического описания исследуется динамика нелинейных цилиндрических ленгмюровских волн в изотермической плазме, где ионы образуют неподвижный фон. Задача рассматривается в электростатической постанове для двухмерной геометрии. Используя частное, точное аналитическое решение уравнений гидродинамики, получена система дифференциальных уравнений, описывающая динамику электронов с учетом конечной температуры электронов. В настоящих расчетах использовался параболический по радиусу, вогнутый температурный профиль, связанный с меняющейся только по времени электронной плотностью. В рамках данной модели обсуждается влияние начальных условий и тепловых эффектов на регулярную динамику возбуждаемых волн и развитие гидродинамических сингулярностей в электронном потоке. Получены оценки, задающие допустимый диапазон параметров плазмы, при которых реализуется либо регулярное поведение волны, либо происходит опрокидывание электронной волны. Показано, что развитие сингулярного поведения за счет собственной нелинейности можно избежать при учете тепловых эффектов и начального вращения электронного потока. Данные результаты могут быть полезны для установления механизмов неравновесного переноса энергии/импульса в плазменных средах с конечной температурой электронов и ионов.