Weakly nonlinear surface waves on the plasma–vacuum interface
Weakly nonlinear surface waves on the plasma–vacuum interface
复制标题
等离子体-真空界面上的弱非线性表面波
DOI:
10.1016/j.matpur.2022.05.003
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发表时间:
2022
期刊:
影响因子:
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通讯作者:
Yuan Yuan
中科院分区:
文献类型:
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作者:
Secchi Paolo;Yuan Yuan
We consider the free boundary problem for a plasma–vacuum interface in ideal incompressible magnetohydrodynamics. Unlike the classical statement, where the vacuum magnetic field obeys the div-curl system of pre-Maxwell dynamics, we do not neglect the displacement current in the vacuum region and consider the Maxwell equations for electric and magnetic fields. Our aim is to construct highly oscillating surface wave solutions in weakly nonlinear regime to this plasma–vacuum interface problem. Under a necessary and sufficient stability condition for a piecewise constant background state, we construct approximate solutions at any arbitrarily large order of accuracy to the free boundary problem in three space dimensions when the initial discontinuity displays high frequency oscillations. Moreover, such approximate surface waves have nontrivial residual non-oscillatory components. On considère le problème de frontière libre pour une interface plasma–vide en magnétohydrodynamique incompressible idéale. Contrairement à l'énoncé classique, où le champ magnétique du vide obéit au système div-curl de la dynamique pré-Maxwell, nous ne négligeons pas le courant de déplacement dans la région du vide et considérons les équations de Maxwell pour les champs électriques et magnétiques. Notre objectif est de construire des solutions d'ondes de surface fortement oscillantes en régime faiblement non linéaire pour ce problème d'interface plasma–vide. Sous une condition de stabilité nécessaire et suffisante pour un état de fond constant par morceaux, nous construisons des solutions approchées à n'importe quel ordre arbitrairement grand de précision au problème de frontière libre dans trois dimensions d'espace lorsque la discontinuité initiale affiche des oscillations à haute fréquence. De plus, telles ondes de surface approchées ont des composantes non oscillatoires résiduelles non triviales.