In a time-dependent flow, nonlinear harmonics can be excited by coupling between linear waves and flow-induced harmonic waves. Examining the dispersion relations and selection rules for the coupling, we investigate nonlinearly coupled harmonics for waves propagating along the magnetic field line in a magnetized plasma, as well as waves in an unmagnetized plasma. The coupled harmonics in a plasma flow are described by analytic dispersion relations and selection rules. This nonlinear coupling is corroborated by the particle-in-cell simulation. The coupled-harmonics model describes a mechanism for the excitation of nonlinear harmonics from linear waves in a time-dependent flow. The spectral analysis of the dispersion relation provides a useful way to evaluate the spatiotemporal behavior of a plasma flow.
時間依存する流れにおいて、非線形高調波は線形波と流れによって誘起される高調波との結合によって励起され得る。結合の分散関係と選択則を調べることにより、磁化プラズマ中の磁力線に沿って伝播する波と、非磁化プラズマ中の波について、非線形結合高調波を調査する。プラズマ流中の結合高調波は、解析的な分散関係と選択則によって記述される。この非線形結合は、粒子インセルシミュレーションによって裏付けられる。結合高調波モデルは、時間依存する流れにおける線形波からの非線形高調波の励起機構を記述する。分散関係のスペクトル解析は、プラズマ流の時空間挙動を評価するための有用な方法を提供する。