Quasi-neutral limit for a viscous capillary model of plasma

Abstract

The purpose of this work is to study the quasi-neutral limit of a viscous capillary model of plasma expressed as a so-called Navier–Stokes–Poisson–Korteweg model. The existence of global weak solutions for a given Debye length $\lambda$ is obtained in a periodic box domain ${\mathrm{T}}^3$ or a strip domain ${\mathrm{T}}^2\times (0\text{,}1)$. The convergence when $\lambda$ goes to zero to solutions to the compressible capillary Navier–Stokes equations, in the torus ${\mathrm{T}}^3$, turns out to be global in time in energy norm.

Résumé

Le but de ce travail est d'étudier la limite quasi-neutre d'un modèle de plasma que l'on désignera comme le modèle de Navier–Stokes–Poisson–Korteweg. L'existence de solutions globales faibles, pour une longueur de Debye $\lambda$ fixée, est obtenue dans un domaine périodique ${\mathrm{T}}^3$ ou un domaine de type bande ${\mathrm{T}}^2\times (0\text{,}1)$. La convergence quand $\lambda$ tend vers 0 vers les solutions des équations de Navier–Stokes capillaires compressibles, dans le tore ${\mathrm{T}}^3$, est alors globale en temps.