The fast and slow waves in multi-ion species collisionless plasmas have been widely studied, but the collision effect on ion acoustic waves is a difficult problem. In this paper, plasmas with azimuthal symmetry velocity distribution in different collisional regimes are studied by eigenvalue solution of the linearized Fokker–Planck equation. The frequency, damping rate and distribution function from the solutions are consistent with the analytical result in collisionless limit. For the fast wave, the damping rate agrees well with the prediction of both fluid theory in collision limit and kinetic theory in collisionless limit. But for the slow wave, the frequency and damping rate predicted by fluid theory are not accurate. In two-ion species plasmas, the light and heavy ion density perturbation phases of two-ion species are the same for the fast wave, but opposite for the slow wave. Polytropic index of C5H12 plasmas is also calculated, which is simply affected by mean-free paths of ions for the fast wave, but affected by multiple factors, such as mean-free paths, heat transfer and the opposite phases for the slow wave.
多種イオン種を含む無衝突プラズマにおける高速波と低速波は広く研究されてきたが、イオン音響波に対する衝突効果は困難な問題である。本論文では、方位角対称な速度分布を持つプラズマを、異なる衝突領域において線形化フォッカー・プランク方程式の固有値解によって解析する。解から得られる周波数、減衰率、分布関数は、無衝突極限における解析的結果と一致する。高速波については、減衰率は衝突極限における流体理論と無衝突極限における運動論的理論の両方の予測とよく一致する。しかし、低速波については、流体理論によって予測される周波数と減衰率は正確ではない。二種イオンプラズマにおいて、軽イオンと重イオンの密度摂動の位相は、高速波では同じであるが、低速波では逆になる。C5H12プラズマのポリトロープ指数も計算され、これは高速波ではイオンの平均自由行程のみに影響されるが、低速波では平均自由行程、熱伝達、逆位相などの複数の要因に影響される。