The role of ion–ion acoustic instabilities in the formation and dissipation of collisionless electrostatic shock waves driven by counter-streaming supersonic plasma flows has been investigated via two-dimensional particle-in-cell simulations. The nonlinear evolution of unstable waves and ion velocity distributions has been analyzed in detail. It is found that for electrostatic shocks driven by moderate-velocity flows, longitudinal and oblique ion–ion acoustic instabilities can be excited in the downstream and upstream regions, which lead to thermalization of the transmitted and reflected ions, respectively. For high-velocity flows, oblique ion–ion acoustic instabilities can develop in the overlap layer during the shock formation process and impede the shock formation.
超音速の対向流プラズマ流によって駆動される無衝突静電衝撃波の形成と消散におけるイオン-イオン音波不安定性の役割が、二次元粒子インセルシミュレーションによって調査された。不安定波とイオン速度分布の非線形発展が詳細に解析された。中程度の速度の流れによって駆動される静電衝撃波については、縦方向および斜め方向のイオン-イオン音波不安定性が下流領域および上流領域で励起され得ることが見出され、これらはそれぞれ透過イオンおよび反射イオンの熱化をもたらす。高速の流れについては、斜め方向のイオン-イオン音波不安定性が衝撃波形成過程の間に重なり層で発達し得、衝撃波の形成を妨げることが見出された。