The auto-resonant behavior of ion acoustic waves (IAWs) driven by stimulated Brillouin backscattering in supersonic flowing plasmas is self-consistently investigated by Vlasov simulations. Vlasov simulations show that the peak amplitude of the auto-resonant growing IAWs in the positive flow gradient is much larger than that in the negative flow gradient, which is contrary to the previous analysis (Wang et al 2018 Plasma Phys. Control. Fusion60 025016). It is found that the IAW phase velocity remains unchanged in supersonic flowing plasmas, which significantly influences wave-particle interaction by changing the Landau damping and the coefficient of the kinetic nonlinear frequency shift in different position. As a result, the Landau damping of IAWs in the peak region in the negative case is stronger than that in the positive case, which has never been considered before. After considering its effects on particle trapping and, particularly, Landau damping of IAWs, theoretical predictions from three-wave mode equations are consistent with results by Vlasov simulations.
超音速流動プラズマにおける誘導ブリルアン後方散乱によって駆動されるイオン音波(IAW)の自動共鳴挙動を、Vlasovシミュレーションによって自己無撞着に調査した。Vlasovシミュレーションは、正の流れ勾配における自動共鳴成長IAWのピーク振幅が、負の流れ勾配におけるそれよりもはるかに大きいことを示しており、これは以前の解析(Wang et al 2018 Plasma Phys. Control. Fusion60 025016)とは反対である。IAWの位相速度は超音速流動プラズマにおいて不変のままであることが見出され、これは異なる位置でのランダウ減衰と運動論的非線形周波数シフトの係数を変化させることによって、波-粒子相互作用に有意に影響を与える。その結果、負の場合のピーク領域におけるIAWのランダウ減衰は、正の場合のそれよりも強く、これはこれまで考慮されたことがない。粒子捕捉および特にIAWのランダウ減衰に対するその影響を考慮した後、三波モード方程式からの理論的予測は、Vlasovシミュレーションによる結果と一致する。