The role of wake effects in the charging of dust grains by plasmas with subsonic and supersonic ion flows is studied with numerical simulations. Significant ion focusing which is common for supersonic flows is also observed for subsonic regimes. In both regimes, the charge on a downstream grain aligned with the flow depends linearly on the intergrain distance. For subsonic flows and systems with several grains, the complex ion dynamics can lead to significant modifications of the charge on grains located close to the boundary of a dust lattice and the charge distribution on the grains depends on the detailed grain arrangement. The studies are carried out with DiP3D, a self-consistent particle-in-cell code.
ウェイク効果が、亜音速および超音速のイオン流を伴うプラズマによるダスト粒子の帯電に及ぼす影響を、数値シミュレーションを用いて研究した。超音速流で一般的に見られる顕著なイオン集束は、亜音速領域でも観測された。両領域において、流れに沿って整列した下流側ダスト粒子の電荷は、粒子間距離に線形に依存する。亜音速流および複数の粒子からなる系では、複雑なイオン動力学が、ダスト格子の境界近くに位置する粒子の電荷に顕著な変化をもたらす可能性があり、粒子の電荷分布は詳細な粒子配置に依存する。本研究は、自己無撞着なパーティクル・イン・セルコードであるDiP3Dを用いて実施された。