The test calculations show that ionizing shock waves evolving in partially ionized gases may produce, due to the finite-rate ionization and recombination processes present, temperature and density discontinuities that are substantially different from those of conventional shock waves.In the case of cylindrical shocks evolving around particle sources, the expanding shock wave may be stopped and reflected because of the interaction of the fully ionized peripheral layer with the magnetic field, in full agreement with observations pertaining to pellet plasmas and barium cloud release experiments in the magnetosphere.The computed ionization and confinement radii, the shape and size of the two-dimensional wakes enveloping moving pellets are in agreement with experimental observations in toroidal confinement machines.The tests show that more complex scenarios such as the counter-parallel injection of two 'gazing pellets' can also be analysed with the help of the computational model described. The work presented represents a first attempt to treat pellet ablation phenomena, with full account for the neutral gas component present, in a multi-dimensional approach.
計算結果は、部分電離気体中を伝播する電離衝撃波が、存在する有限速度の電離・再結合過程により、従来の衝撃波とは本質的に異なる温度・密度不連続面を生じ得ることを示している。粒子源の周囲を伝播する円筒衝撃波の場合、完全電離した周辺層と磁場との相互作用により、膨張衝撃波は停止・反射され得る。これは、ペレットプラズマおよび磁気圏におけるバリウム雲放出に関する観測結果と完全に一致する。計算された電離半径および閉じ込め半径、移動ペレットを包む二次元後流の形状と大きさは、トーラス状閉じ込め装置における実験観測と一致している。計算結果は、二つの「ガジングペレット」の対向注入のようなより複雑なシナリオも、上述の計算モデルを用いて解析可能であることを示している。本研究は、存在する中性ガス成分を完全に考慮した多次元アプローチによるペレットアブレーション現象の取り扱いへの最初の試みである。