Resumen

La ampliación del trabajo anterior (Abdel Wahid y Elagan, 2012) se ha realizado para una mezcla de gas enrarecido cargado no homogéneo (plasma de dos componentes) en lugar de un gas de un solo electrón. Por lo tanto, se tiene en cuenta el efecto de las colisiones de los iones positivos con los electrones y entre sí, que se ignoró, como aproximación, en el trabajo anterior. Así, tendremos cuatro términos de colisión (electrón-electrón, electrón-ión, ion-ión e ion-electrón) en lugar de un término, como se estudió anteriormente. Estos términos de colisión se añaden junto con un sistema completamente adicional de ecuaciones diferenciales para los iones. Este estudio se basa en la solución del modelo Bhatnager-Gross-Krook (BGK) de la ecuación cinética de Boltzmann acoplada a las ecuaciones de Maxwell. Se resuelve el problema de valor inicial-límite del problema de flujo de Rayleigh aplicado al sistema del plasma de dos componentes (iones positivos electrones), limitado por una placa oscilante. Esta situación, que yo sepa, se presenta por primera vez desde el punto de vista molecular. Para ello, se utiliza el método de solución de onda viajera para obtener la solución exacta de las ecuaciones diferenciales parciales no lineales. Además, se presenta la fórmula exacta de la totalidad de los cuatro términos de frecuencia de colisión. Se ilustran la distinción y las comparaciones entre las funciones de distribución de velocidad perturbada y de equilibrio. Por último, se calcula el tiempo de equilibrio para electrones e iones. Se deduce la relación entre esos tiempos y el tiempo de relajación para ambas especies de la mezcla. Las relaciones entre las distintas contribuciones de los cambios de energía interna se predicen mediante la ecuación de Gibbs ampliada tanto para plasmas diamagnéticos como paramagnéticos. Los resultados se aplican a un modelo típico de plasma de argón de laboratorio.

• Materias:Matemáticas Análisis Matemático Álgebra Ingeniería Matemática aplicada Lógica matemática
• Subjects:mathematics Mathematical Analysis Algebra Engineering Applied Mathematics Mathematical logic
• Palabras claves:electrón, ion, electrones, términos de colisión, componentes del plasma, funciones de distribución de la velocidad de equilibrio, ecuaciones diferenciales parciales no lineales, ecuación cinética de boltzmann, problema de flujo de rayleigh, problema de valor límite
• Keywords:electron, ion, electrons, collision terms, component plasma, equilibrium velocity distribution functions, nonlinear partial differential equations, boltzmann kinetic equation, rayleigh flow problem, boundary value problem