马赫数对等离子体碰撞冲击波结构的影响———全动理学模拟研究

来源：计算物理杂志2023年第2期北京时间：

作者：张文帅, 蔡洪波, 张恩浩, 杜报, 邹士阳, 朱少平

摘要：利用全动理学粒子(PIC)模拟研究不同马赫(Mach)数条件下等离子体碰撞冲击波的结构。研究发现: 在低Mach数条件下, 冲击波波阵面位置物理量的分布较为平缓(努森数较小), 等离子体的粘性和热流可由经典输运理论描述, 这种情况下数值求解双流体方程组得到的冲击波结构与PIC模拟一致。随着冲击波Mach数的增加, 冲击波波阵面位置物理量的分布变陡, 努森数增加, 动理学效应对等离子体输运的影响变得显著。高Mach数条件下, 动理学效应主要体现在"先驱离子"对离子粘性和热流的增强以及电子非局域输运对电子热流的影响。通过影响等离子体输运行为, 动理学效应可以显著影响冲击波的结构特征。

关键词：等离子体冲击波, 粘性与热流, 动理学模拟, 双流体方程组