انبساط خود- مشابه پلاسماهاي داراي يون‌هاي گرم به خلاء

Self-similar expansion of plasma into vacuum including thermal ions

انبساط پلاسماي يك‌بعدي بدون برخورد به خلاء تحت تأثير دماهاي اوليه متفاوت، براي يون‌ها مورد مطالعه قرار گرفته است. در اين مطالعه از يك كد شبيه‌سازي استفاده شده است كه در آن تحول الكترون‌ها توسط معادله ولاسف و تحول يون‌ها توسط معادلات سيالي بررسي مي‌شود. نهايتاً اثر دماهاي اوليه يوني در انبساط پلاسما به خلاء مورد بررسي قرار گرفته و نتايج حاصل با جواب‌هاي خود- مشابه براي انبساط پلاسماي شامل يون‌هاي گرم، مورد قياس قرار گرفته است. نشان داده شده است، كه در ناحيه قبل از جبهه يوني، كه حالت شبه‌خنثايي بر قرار است، بين جواب‌هاي خود- مشابه و جواب‌هاي حاصل از كد شبيه‌سازي انطباق وجود دارد.

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.