نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
گروه فیزیک، دانشگاه شاهد، صندوق پستی: 159-18155، تهران ـ ایران
چکیده
این مقاله ویژگیهای انتشار امواج سالیتون یونصوتی دامنهکوچک را در پلاسمای شامل یونهای سیال سرد و الکترونهای چند دمایی (الکترونهای سرد و گرم)، با توزیع محدود مورد بررسی قرار میدهد. ابتدا یک مجموعه معادلهی سیالی در مختصات کروی برای پلاسمای فوق نوشته شد و سپس با به کارگیری روش اختلال کاهش یافته، معادلهی کورتوگ- دو وریس که دارای جواب سالیتونی است، در مختصات کروی به دست آمد. معادلهی کورتوگ- دو وریس به دست آمده با استفاده از روش اختلال هموتوپی حل شد. همچنین اثر پارامترهایی چون تراکم الکترونها، نسبت چگالی الکترونها به یونها و نسبت دما بر روی خصوصیتهای ساختار سالیتونی یونصوتی مورد بررسی قرار گرفت. برخی از نتیجههای به دست آمده نشان داد که همراه با کاهش در تراکم الکترونها، پهنای سالیتونها افزایش پیدا میکند و موج به سمت مثبت (پیشرونده) حرکت مینماید. از لحاظ فیزیکی، دلیل این واقعیت این است که در اثر کاهش پارامتر متراکم ،q، ضریب غیرخطی معادلهی کورتوگ- دو وریس کاهش، و به همین دلیل پهنای سالیتون افزایش مییابد.
کلیدواژهها
عنوان مقاله [English]
Theoretical investigation of the behavior of spherical ion- acoustic solitons in two-temperature plasma
نویسندگان [English]
- M Nezam
- A Nazari Golshan
چکیده [English]
The propagation of the small amplitude ion-acoustic solitary waves (IASWs) is studied in a plasma containing cold fluid ions and multi-temperature electrons (cool and hot electrons) with the nonextensive distribution. In this paper, we were firstly written a set of fluid equations in the spherical geometry. Then, spherical Korteweg–de Vries (KdV) equation was derived using a reductive perturbation method. The obtained spherical Korteweg–de Vries equation was solved using a homotopy perturbation method (HPM). Furthermore, the impact of the electron nonextensivity, the density ratio of electrons and ions and the temperature ratio on the characteristics of ion- acoustic solitary waves were studied. The analytical results show that a decrease in the electron nonextensivity increases the soliton ion- acoustic width. On the other word, it was observed that a reduction in the nonextensivity parameter increases the nonlinear coefficient of the KdV equation.
کلیدواژهها [English]
- Soliton
- Ion- acoustic waves
- Multi-temperature plasma
- KdV equation
- HPM
-
N.S. Saini, Shalini, Astrophys. Space Sci. 346, 155, (2013).
-
H. Ikezi, Phys. Fluids 16, 1668 (1973).
-
H. Ikezi, K.E. Lonngren, Phys. Lett. A 42, 29 (1972).
-
R.J. Taylor, K.R. Mckenzie, H. Ikezi, Rev. Sci. Instrum. 43, 1675 (1972).
-
N. Asano, T. Taniuti, N. Yajima, J. Astrophys, 10, 2020 (1969).
-
H. Washimi, T. Taniuti, Phys. Rev. Lett., 17, 996 (1966).
-
D.D. Barbosa, W.S. Kurth, J. Geophys, Res. 98, 9351 (1993).
-
E.C.J. Sittler, K.W. Ogilvie, J.D. Scudder, J. Geophys, Res., 88, 8874 (1983).
-
B. Buti, Phys. Lett. A 76, 251 (1980).
-
W.F. El-Taibany, M. Tribeche, Phys. Plasmas 19, 024507 (2012).
-
A. Nazari-Golshan, Phys. Plasmas., 23, 082109 (2016).
-
R.A. Cairns, A.A. Mamun, R. Bingham, R. Bostrom, R.O. Dendy, C.M.C. Nairn, P.K. Shukla, Geophys. Res. Lett., 22, 2709 (1995).
-
J.R. Franz, P.M. Kintner, J.S. Pickett, Geophys. Res. Lett., 25, 1277 (1998).
-
J.E. Williams, J.L. Cooney, D.W. Aossey, K.E. Lonngren, Phys. Rev. A 45, 5897 (1992).
-
M. Tribeche, L. Djebarni, Phys. Plasmas., 17, 124502 (2010).
-
R. Amour, M. Tribeche, Phys. Plasmas., 17, 063702 (2010).
-
G. Adomian, Solving Frontier Problems of Physics: The Decomposition Method (Kluwer, Boston, (1994).
-
A.M. Wazwaz, Partial Differential Equation and Solitary Wave Theory Nonlinear Physical Science, Springer (2010).
-
S.S. Nourazar, A. Nazari-Golshan, A. Yildirim, M. Nourazar, Z. Naturforsch, A 67, 355 (2012).
-
A. Nazari-Golshan, S.S. Nourazar, P. Parvin, H. Ghafoori-Fard, Astrophys. Space Sci., 349, 205 (2014).
-
S.S. Nourazar, M. Soori, A. Nazari-Golshan, Aus. J. Basic Appl. Sci., 5, 8, 1400 (2011).
-
A. Nazari-Golshan, S.S. Nourazar, H. Ghafoori-Fard, A. Yildirim, A. Campo, Appl. Math. Lett., 26, 1018 (2013).
-
S.S. Nourazar, A. Nazari-Golshan, Indian J. Phys., 89, 1, 61 (2015).
-
J.H. He, Commun. Nonlinear Sci. Numer. Simul., 2, 230 (1997).
-