[發明專利]一種THz圓極化波在等離子體中的衰減特性的計算方法

在審

• 申請號: 202211450513.3
• 申請日: 2022-11-17
• 公開（公告）號: CN115758849A
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發明（設計）人: 王祖宇;殷紅成;楊麗霞;陳偉;黨訓旺
• 申請（專利權）人: 北京環境特性研究所
• 主分類號: G06F30/25
• 分類號: G06F30/25;G06F17/11;G06F17/15;G06F119/14
• 代理公司: 北京格允知識產權代理有限公司 11609
• 代理人: 張沫

1.一種THz圓極化波在等離子體中的衰減特性的計算方法，其特征在于，包括：

將玻爾茲曼方程和FPL碰撞模型結合，得到包括電子分布函數的結合方程；

根據所述結合方程計算出外加磁場下等離子體的介電系數表達式；其中，所述等離子體為全電離塵埃等離子體；

根據所述介電常數表達式計算出THz圓極化波在所述等離子體中的衰減系數；

根據所述衰減系數計算出THz圓極化波在所述等離子體中的衰減特性。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述結合方程如下：

其中，n_i是離子的密度，z_i是離子的帶電荷量，m_e表示電子的質量，(e/m_e)·(E+v×B)表示自由電子受到的外界作用力，lnΛ是一個大約在10到20的常數，f_e是電子分布函數，C_ee(f_e)是FPL碰撞模型中電子間的碰撞因子，v表示帶電粒子的速度，T是溫度，I是電流，E是電場強度，B是磁場強度，e是電子的電荷量，ε₀為自由空間中的介電常數，t是時間。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據所述結合方程計算出外加磁場下等離子體的介電系數表達式，包括：

根據所述結合方程計算出電子分布函數中的擾動項；

根據所述擾動項計算出外加磁場下等離子體的介電系數表達式。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述根據所述擾動項計算出外加磁場下等離子體的介電系數表達式，包括：

根據所述擾動項計算出碰撞電流，所述碰撞電流經過電子與離子屏蔽庫倫勢多次小角度碰撞后產生；

根據所述碰撞電流計算出碰撞介電常數；

根據所述擾動項計算出充電電流，所述充電電流經過電子與塵埃顆粒碰撞后被吸附而產生；

根據所述充電電流計算出充電介電常數；

根據所述碰撞介電常數和所述充電介電常數計算出所述介電系數表達式。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述擾動項的電子擾動分布函數為：

其中，m_e表示電子的質量，擾動項，v表示帶電粒子的速度，E是電場強度，B是磁場強度，e是電子的電荷量，ε₀為自由空間中的介電常數。

6.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述碰撞電流為：

其中，j_e為碰撞電流，n_i是離子的密度，z_i是離子的帶電荷量，m_e表示電子的質量，lnΛ是一個大約在10到20的常數，v表示帶電粒子的速度，T_e為電子溫度，I是電流，E是電場強度，B是磁場強度，e是電子的電荷量，ε₀為自由空間中的介電常數，t是時間，j為虛數單位，是等離子體頻率，為電子的回旋頻率，ω為入射波頻率，k_B為玻爾茲曼常數。

7.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述碰撞介電常數為：

其中，ε_e為碰撞介電常數，電子的電導率ε₀為自由空間中的介電常數，j為虛數單位，ω為入射波頻率。

8.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述充電電流為：

其中，I_e為充電電流，e是電子的電荷量，v表示帶電粒子的速度，電子和塵埃的碰撞截面無擾動下塵埃相對背景粒子的電勢差