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首页> 外文期刊>Journal of Geophysical Research, A. Space Physics: JGR >Coupling of charged particles via Coulombic interactions: Numerical simulations and resultant kappa-like velocity space distribution functions
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Coupling of charged particles via Coulombic interactions: Numerical simulations and resultant kappa-like velocity space distribution functions

机译：通过库仑相互作用耦合带电粒子：数值模拟和合成的类似kappa的速度空间分布函数

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A parametric study is performed using the electrostatic simulations of Randol and Christian(2014) in which the number density, n, and initial thermal speed, θ, are varied. The range of parameters covers an extremely broad plasma regime, all the way from the very weak coupling of space plasmas to the very strong coupling of solid plasmas. The first result is that simulations at the same Γ_D, where Γ_D (∝ n~(1∕3)θ~(?2)) is the plasma coupling parameter, but at different combinations of n and θ, behave exactly the same. As a function of Γ_D, the form of p(v), the velocity distribution function of v, the magnitude of v, the velocity vector, is studied. For intermediate to high Γ_D, heating is observed in p(v) that obeys conservation of energy, and a suprathermal tail is formed, with a spectral index that depends on Γ_D. For strong coupling (Γ_D ? 1), the form of the tail is v?5, consistent with the findings of Randol and Christian (2014). For weak coupling(Γ_D ? 1), no acceleration or heating occurs, as there is no free energy. The dependence on N, the number of particles in the simulation, is also explored. There is a subtle dependence in the index of the tail, such that v~(?5) appears to be the N → ∞ limit.
机译：使用Randol和Christian（2014）的静电模拟进行参数研究，其中数密度n和初始热速度θ发生变化。参数的范围涵盖了非常广泛的等离子体方案，从空间等离子体的非常弱的耦合一直到固体等离子体的非常强的耦合一直。第一个结果是在相同的Γ_D下进行的仿真，其中Γ_D（∝ n〜（1∕3）θ〜（？2））是等离子体耦合参数，但是在n和θ的不同组合下，模拟行为完全相同。作为Γ_D的函数，研究了p（v）的形式，v的速度分布函数，v的大小，速度矢量。对于中等到较高的Γ_D，在遵守能量守恒的p（v）中观察到加热，并形成了一个超热尾部，其光谱指数取决于Γ_D。对于强耦合（Γ_D？1），尾部形式为v？5，与Randol和Christian（2014）的发现一致。对于弱耦合（Γ_D？1），因为没有自由能，所以不会发生加速或发热。还探讨了对N（模拟中的粒子数）的依赖性。尾巴的索引有一个微妙的依赖性，因此v〜（？5）似乎是N→∞极限。

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