The formation and propagation of nonlinear ion-acoustic (IA) waves are studied in an unmagnetized cold viscous plasma, comprising the inertial ions and superthermal trapped electrons in cylindrical geometry with transverse perturbations. The well-known reductive perturbation method is employed to derive cylindrical trapped Kadomtsev Petviashvili Burgers (CTKPB) and cylindrical trapped Kadomtsev Petviashvili (CTKP) equations with and without dissipation effects, respectively. The exact solutions of CTKPB and CTKP equations are obtained for the first time by utilizing the dependent variable transformation. The soliton and shock structures are found to be significantly affected by the plasma parameters including the trapping efficiency parameter β, the superthermality parameter κ, viscosity µ0 and the geometrical effects. Importantly, the geometrical effects and transverse perturbations alter the shape of solitons and shocks, resulting into the parabolic nonlinear structures. These structures become more parabolic at later times due to an interplay of transverse and time coordinates (η, τ). The results of the present study might be helpful to understand the characteristics of IA structures in space plasmas, such as auroral regions, where energetic trapped electrons have been observed.
非線形イオン音響波（IA波）の形成と伝播を、円筒座標系における横方向摂動を伴う非磁化冷粘性プラズマ（慣性イオンと超熱的捕捉電子から構成される）において研究した。よく知られた縮約摂動法を用いて、散逸効果の有無に応じて、円筒捕捉カドムツェフ・ペトヴィアシヴィリ・バーガース（CTKPB）方程式と円筒捕捉カドムツェフ・ペトヴィアシヴィリ（CTKP）方程式をそれぞれ導出した。CTKPB方程式とCTKP方程式の厳密解は、従属変数変換を利用することにより初めて得られた。ソリトンおよび衝撃波構造は、捕捉効率パラメータβ、超熱性パラメータκ、粘性係数µ0、および幾何学的効果を含むプラズマパラメータによって有意に影響を受けることが見出された。重要なことに、幾何学的効果と横方向摂動はソリトンおよび衝撃波の形状を変化させ、放物線状の非線形構造をもたらす。これらの構造は、横方向座標と時間座標（η，τ）の相互作用により、後期においてより放物線的になる。本研究の結果は、高エネルギー捕捉電子が観測されているオーロラ領域などの宇宙プラズマにおけるIA構造の特性を理解する上で有用である可能性がある。