انبساط خود- مشابه پلاسماهای دارای یون‌های گرم به خلاء

شکوهی, رضا; یزدانی, لیلی

doi:10.18869/acadpub.ijpr.16.2.153

انبساط خود- مشابه پلاسماهای دارای یون‌های گرم به خلاء

نویسندگان

رضا شکوهی ¹

لیلی یزدانی ²

¹ گروه فیزیک، دانشکده علوم پایه، دانشگاه بجنورد، بجنورد

² گروه فیزیک، دانشکده علوم پایه، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد

https://doi.org/10.18869/acadpub.ijpr.16.2.153

چکیده

انبساط پلاسمای یک‌بعدی بدون برخورد به خلاء تحت تأثیر دماهای اولیه متفاوت، برای یون‌ها مورد مطالعه قرار گرفته است. در این مطالعه از یک کد شبیه‌سازی استفاده شده است که در آن تحول الکترون‌ها توسط معادله ولاسف و تحول یون‌ها توسط معادلات سیالی بررسی می‌شود. نهایتاً اثر دماهای اولیه یونی در انبساط پلاسما به خلاء مورد بررسی قرار گرفته و نتایج حاصل با جواب‌های خود- مشابه برای انبساط پلاسمای شامل یون‌های گرم، مورد قیاس قرار گرفته است. نشان داده شده است، که در ناحیه قبل از جبهه یونی، که حالت شبه‌خنثایی بر قرار است، بین جواب‌های خود- مشابه و جواب‌های حاصل از کد شبیه‌سازی انطباق وجود دارد.

کلیدواژه‌ها

انبساط پلاسما

خود- مشابه

جبهه یونی

شبیه‌سازی

معادله ولاسوف

عنوان مقاله English

Self-similar expansion of plasma into vacuum including thermal ions

نویسندگان English

R Shokoohi ¹

L Yazdani ²

چکیده English

Expansion of one dimensional collisionless plasma into vacuum is studied under different initial ions temperature. In this study, a simulation code is used, in which the electrons dynamic is determined by Vlasov equation and the ions dynamic is determined by fluids equations. Finally, the effect of initial ions temperature on the expansion of plasma into vacuum is investigated and the obtained results are compared with self-similar solutions associated with plasma expansion including thermal ions. It is shown that in the area behind the ion front, in which quasi-neutrality conditions exists, the self-similar solutions coincide with the simulation results.

کلیدواژه‌ها English

plasma expansion

self-similar

ion front

simulation

Vaslov equation

1. A Diaw and P Mora, Phys. Rev. E 84 (2011) 036402.
2. A Diaw and P Mora, Phys. Rev. E 86 (2012) 026403.
3. K H Wright Jr, N H Stone, and U Samir, J. Plasma Phys. 33 (1985) 71.
4. P B Parks and R J Turnbull, Phys. Fluids 21 (1978) 1735.
5. E L Clark, K Krushelnick, J R Davies, M Zepf, M Tatarakis, F N Beg, A Machacek, P A Norreys, M I K Santala, I Watts, and A E Dangor, Phys. Rev. Lett. 84 (2000) 670.
6. M Borghesi, J Fuchs, S V Bulanov, A J Mackinnon, P K Patel, and M Roth, Fusion Sci. Technol. 49 (2006) 412.
7. J Fuchs, P Antici, E D’Humières, E Lefebvre, M Borghesi, E Brambrink, C A Cecchetti, M Kaluza, V Malka, M Manclossi, S Meyroneinc, P Mora, J Schreiber, T Toncian, H Pépin, and P Audebert, Nat. Phys. 2 (2006) 48.
8. R Tanberg , Phys. Rev. 35 (1930) 1080.
9. H W Hendel and T T Reboul, Phys. Fluids 5 (1962) 360.
10. F Brech and L Cross, Appl. Spectrosc. 16 (1962) 59.
11. J E Crow, P L Auer, and J E Allen, J. Plasma Phys. 14 (1975) 65.
12. Ch Sack and H Schamel, Phys. Rep. 156 (1987) 311.
13. P Mora, Phys. Rev. E 72 (2005) 056401.
14. P Mora, Phys. Rev. Lett. 90 (2003) 185002.
15. Y Huang, et al., Appl. Phys. Lett. 92 (2008) 031501.
16. R Shokoohi and H Abbasi, J. Appl. Phys. 106 (2009) 033309.
17. Y V Medvedev, Plasma Phys. Controlled Fusion 53 (2011) 125007.