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两种带电尘埃颗粒的等离子体鞘层玻姆判据

物理学报 2013年第17期62卷 310-315页

作者：赵晓云张丙开张开银阜阳师范学院物理与电子科学学院阜阳236037

采用流体方程和尘埃充电自洽模型研究了鞘边含有两种尘埃颗粒的等离子体玻姆判据.通过拟牛顿法数值模拟了鞘边两种尘埃颗粒的存在对尘埃自身充电以及离子马赫数的影响.两种尘埃颗粒中含量较少的尘埃颗粒数密度的增加,导致两种尘埃颗粒... 详细信息

采用流体方程和尘埃充电自洽模型研究了鞘边含有两种尘埃颗粒的等离子体玻姆判据.通过拟牛顿法数值模拟了鞘边两种尘埃颗粒的存在对尘埃自身充电以及离子马赫数的影响.两种尘埃颗粒中含量较少的尘埃颗粒数密度的增加,导致两种尘埃颗粒表面悬浮势一个降低,一个升高.含量较少的尘埃颗粒的数密度越多和半径越小,都会导致离子马赫数增大.另外鞘边无论何种尘埃颗粒的速度增加,鞘边离子马赫数都将减小.

关键词：等离子体鞘层尘埃颗粒玻姆判据

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尘埃等离子体鞘层的玻姆判据

物理学报 2004年第3期53卷 793-797页

作者：王正汹刘金远邹秀刘悦王晓钢大连理工大学三束材料改性国家重点实验室大连116024

采用流体方程和自洽电荷变化模型研究了尘埃等离子体鞘层的玻姆判据 .讨论了离子临界马赫数和尘埃粒子临界马赫数随尘埃密度变化的关系 ,以及尘埃表面势随尘埃密度变化的趋势 .由于鞘边尘埃粒子的存在 ,离子必需以大于声速的速度进入鞘... 详细信息

采用流体方程和自洽电荷变化模型研究了尘埃等离子体鞘层的玻姆判据 .讨论了离子临界马赫数和尘埃粒子临界马赫数随尘埃密度变化的关系 ,以及尘埃表面势随尘埃密度变化的趋势 .由于鞘边尘埃粒子的存在 ,离子必需以大于声速的速度进入鞘层 ;随尘埃密度的持续增加 ,离子的临界马赫数增加到一个最大值后开始逐渐减小 .

关键词：尘埃等离子体鞘层玻姆判据流体方程自洽电荷变化模型离子临界马赫数尘埃密度

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斜磁场中碰撞等离子体鞘层的玻姆判据

物理学报 2010年第3期59卷 1902-1906页

作者：邹秀籍延坤邹滨雁大连交通大学理学院大连116028

采用双流体模型研究了斜磁场作用下的碰撞等离子体鞘层的玻姆判据,讨论了磁场对鞘层玻姆判据的影响.结果表明:玻姆判据存在上限和下限,磁场强度、角度以及离子进入鞘层的状态都对离子马赫数的取值范围有影响.

关键词：等离子体鞘层玻姆判据磁场

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不同成分等离子体鞘层的玻姆判据

物理学报 2011年第4期60卷 382-387页

作者：赵晓云刘金远段萍倪致祥阜阳师范学院物理与电子科学学院阜阳236041 大连理工大学物理与光电工程学院大连116024 大连大学物理科学与技术学院大连116622

在一维平板鞘层中采用流体模型分别研究了不同成分无碰撞等离子体鞘层的玻姆判据.通过拟牛顿法数值模拟了含有电子、离子、负离子以及二次电子的等离子体鞘层玻姆判据.结果表明二次电子发射增加了鞘层离子马赫数的临界值,且器壁发射二... 详细信息

在一维平板鞘层中采用流体模型分别研究了不同成分无碰撞等离子体鞘层的玻姆判据.通过拟牛顿法数值模拟了含有电子、离子、负离子以及二次电子的等离子体鞘层玻姆判据.结果表明二次电子发射增加了鞘层离子马赫数的临界值,且器壁发射二次电子温度越高,离子马赫数临界值越小.负离子使离子马赫数临界值减小.而在含有二次电子和负离子的等离子体鞘层中,当负离子较少时,二次电子发射对离子马赫数临界值影响较大;当负离子增加时,离子马赫数的临界值则主要受负离子的影响.

关键词：鞘层等离子体玻姆判据

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多成分电负性碰撞等离子体的鞘层玻姆判据

核聚变与等离子体物理 2011年第2期31卷 112-116页

作者：赵晓云段萍屈奎阜阳师范学院物理与电子科学学院阜阳236029 大连海事大学物理系大连116026

采用双流体模型研究了多成分的电负性碰撞等离子体鞘层的玻姆判据,讨论了一维稳态情形下不同的带电粒子对鞘层玻姆判据的影响。采用拟牛顿法,得到了数值解。结果表明:玻姆判据存在上限和下限。二次电子发射系数越大,离子的马赫数越大;... 详细信息

采用双流体模型研究了多成分的电负性碰撞等离子体鞘层的玻姆判据,讨论了一维稳态情形下不同的带电粒子对鞘层玻姆判据的影响。采用拟牛顿法,得到了数值解。结果表明:玻姆判据存在上限和下限。二次电子发射系数越大,离子的马赫数越大;负离子的含量越多,离子的马赫数越小。鞘层中离子的温度、离子与中性粒子的碰撞以及离子的带电量对玻姆判据的上下限的取值都有一定的影响。

关键词：等离子体鞘层负离子二次电子发射玻姆判据

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电负性等离子体磁鞘的玻姆判据

物理学报 2012年第3期61卷 299-304页

作者：刘惠平邹秀邹滨雁邱明辉大连交通大学理学院大连116028

采用流体模型研究了电负性等离子体磁鞘的玻姆判据,讨论了负离子以及磁场对鞘层玻姆判据的影响.研究结果表明:负离子的存在促进离子进入鞘层;而磁场强度、角度以及离子进入鞘层的状态将共同决定离子马赫数的取值.

关键词：等离子体磁鞘玻姆判据电负性

斜磁场作用下碰撞电负性等离子体鞘层的玻姆判据

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物理学报 2012年第15期61卷 350-354页

作者：邱明辉刘惠平邹秀大连交通大学理学院大连116028

采用流体模型研究了外加斜磁场作用下的碰撞电负性等离子体鞘层的玻姆判据,讨论了负离子和磁场对鞘层玻姆判据的影响.研究结果表明:在电负性鞘层中,正离子更容易进入鞘层,负离子的存在只能影响离子马赫数取值的下限;而外加磁场可以使离... 详细信息

采用流体模型研究了外加斜磁场作用下的碰撞电负性等离子体鞘层的玻姆判据,讨论了负离子和磁场对鞘层玻姆判据的影响.研究结果表明:在电负性鞘层中,正离子更容易进入鞘层,负离子的存在只能影响离子马赫数取值的下限;而外加磁场可以使离子马赫数的取值范围整体发生移动.

关键词：等离子体磁鞘玻姆判据电负性

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电子非广延分布磁化等离子体鞘层特性研究

电子非广延分布磁化等离子体鞘层特性研究

作者：孙少娟大连海事大学

学位级别：硕士

鞘层是等离子体与材料表面接触位置产生的非电中性区域,其物理特性主要依赖于等离子体参数和壁边界条件。鞘层特性对高、低温等离子体应用中的放电过程及物理特征至关重要。鞘层中的电子速度分布函数对其结构影响显著,且由于等离子体放... 详细信息

鞘层是等离子体与材料表面接触位置产生的非电中性区域,其物理特性主要依赖于等离子体参数和壁边界条件。鞘层特性对高、低温等离子体应用中的放电过程及物理特征至关重要。鞘层中的电子速度分布函数对其结构影响显著,且由于等离子体放电过程复杂,电子常处于非热平衡状态,电子麦克斯韦分布的假设不能准确反映出鞘层的物理特性。根据等离子体应用的场景和特点,等离子体与壁面间形成的鞘层往往伴随着外加磁场,磁场的引入使鞘层结构变得更加复杂。因此需对电子非麦氏分布的磁化鞘层结构深入研究。本论文采用流体模拟方法,依据Tsallis统计理论,假设电子服从非广延分布,改进和完善空间一维速度三维的磁化鞘层物理模型,分别考虑二次电子发射、中性碰撞效应和离子源项对鞘层特性和边界特征的影响,数值模拟研究了不同物理条件下非广延磁化等离子体鞘层的放电特性。本论文第二章考虑二次电子发射效应,假设电子服从非广延分布,建立悬浮壁面电势自洽的磁流体鞘层方程组,数值模拟研究了非广延参量及磁场强度和角度对等离子体鞘层玻姆速度、鞘边二次电子数密度、器壁悬浮电势、鞘层厚度等的影响。研究表明,当电子分布偏离麦克斯韦分布时,非广延参量越大,玻姆速度越小,鞘边二次电子数密度增多,器壁电势增大,鞘层变窄,离子速度降低;磁场角度增大,玻姆速度降低,离子x方向的速度分量减小,但其在器壁处存在一个临界值;磁场强度增加,鞘层电势下降梯度变快,电场变大,鞘层变窄。论文第三章针对离子和中性粒子间的碰撞效应,研究了电子非广延分布碰撞磁化鞘层的结构。模拟研究表明,碰撞磁鞘的玻姆速度存在上下限,随非广延参量增加,鞘层电势降低,鞘层变窄,净空间电荷密度峰值升高且向器壁靠近,离子动能增加;碰撞频率越大,离子玻姆速度的上、下限均减小,净空间电荷密度峰值升高且靠近鞘边,电子和离子密度下降趋势相反;鞘边电场和离子热效应对鞘层结构的影响基本一致。论文第四章在鞘层模型中引入三种不同的离子源项,研究了电子超广延分布时离子源项对碰撞磁鞘离子和电子密度、电势、鞘层厚度和空间电荷等特性的影响。结果表明,电离频率增加,离子玻姆速度减小,鞘层变窄,离子在鞘边位置积累;当模型中不考虑离子源项时,鞘层中电子密度下降加快,鞘层区域电势增加;当模型中假定离子源项恒定时,鞘层空间电荷密度峰值显著增加。

关键词：非广延分布磁化鞘层流体模拟玻姆判据离子源项

多组分等离子体电子非麦氏分布磁化鞘层特性研究

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多组分等离子体电子非麦氏分布磁化鞘层特性研究

作者：安宇豪大连海事大学

学位级别：硕士

等离子体鞘层是等离子体与固体表面相接触时形成的非电中性过渡区域。鞘层的物理特性在材料表面改性、薄膜沉积及刻蚀等工艺过程中具有重要作用。实验观测发现,等离子体中除电子和离子两种主要成分以外,还常伴有额外的杂质离子或非麦克... 详细信息

等离子体鞘层是等离子体与固体表面相接触时形成的非电中性过渡区域。鞘层的物理特性在材料表面改性、薄膜沉积及刻蚀等工艺过程中具有重要作用。实验观测发现,等离子体中除电子和离子两种主要成分以外,还常伴有额外的杂质离子或非麦克斯韦分布的高能电子,这些粒子使等离子体鞘层的物理性质更加复杂。本文引入非广延统计理论,针对存在额外杂质离子、双温电子的多组分等离子体鞘层展开分析,建立空间一维速度三维的磁化鞘层物理模型,采用流体模拟方法研究电子满足非麦克斯韦分布时各种多组分等离子体磁化鞘层的放电特性。论文第二章研究存在二次电子发射的磁化等离子体鞘层特性。假设电子服从非广延分布,考虑二次电子磁化,构建壁面电势和二次电子数密度自洽的磁流体鞘层模型,研究非广延参量、磁场及离子初速度等对等离子体鞘层物理特性的影响。结果表明,当电子分布偏离麦克斯韦分布时,随着非广延参量减小,鞘层中二次电子数密度减少,高能电子增多,电势降增加,离子到达壁面时动能增大,壁面腐蚀加剧。当磁场倾角增加时,垂直于壁面方向的洛伦兹力增大,阻碍离子向壁面的运动,离子速度u减小,壁面悬浮电势绝对值增大,壁面腐蚀减弱。当离子初速度增大时,鞘层厚度增加。论文第三章研究双温电子磁化等离子体鞘层的物理特性。假设本底电子服从麦克斯韦分布,高温电子遵循超广延分布,考虑电离效应,通过赛格捷夫势推导得到修正的玻姆判据上下限,并以玻姆判据下限为边界条件,数值模拟研究了电离、磁场及高温电子浓度等对鞘层壁面悬浮电势、鞘层厚度及离子动能等的影响。结果表明,玻姆速度随电离参数的增加而减小,随高温电子浓度的增加而增大。鞘层厚度随着电离参数的增加而逐渐减小,壁面处离子动能随着电离参数的增加而增大。当高温电子浓度增加时,壁面悬浮电势绝对值增大,壁面处离子动能增加,鞘层厚度增大。论文第四章研究含杂质离子的非广延等离子体磁化鞘层的物理特性。假设电子服从非广延分布,考虑等离子体包含He和Ar两种离子,研究了非广延参量、杂质离子浓度及磁场对磁鞘中离子数密度、速度、静电势与离子动能等物理量空间分布的影响。结果表明,随着非广延参量增大,鞘层厚度减小,壁面处离子动能增大。当Ar离子(重离子)浓度增加时,壁面电势绝对值增加,厚度增大。在磁鞘中,洛伦兹力会引起He离子数密度和速度分布在鞘边波动,对重离子影响较小。

关键词：多组分等离子体非广延分布磁化鞘层流体模拟玻姆判据