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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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氮气辉光放电阴极鞘层重粒子输运过程研究

物理学报 1999年第9期48卷 1701-1708页

作者：于威张连珠李晓苇韩理陈艳梅傅广生河北大学物理系保定071002

采用蒙特卡罗模拟对氮气辉光放电等离子体阴极鞘层内离子（Ｎ２＋，Ｎ＋）和快中性分子（Ｎ２ｆ）的输运过程进行了研究，计算了阴极鞘层中离子（Ｎ２＋，Ｎ＋）和快中性分子的能量及角分布的空间变化，较好地解释了实... 详细信息

采用蒙特卡罗模拟对氮气辉光放电等离子体阴极鞘层内离子（Ｎ２＋，Ｎ＋）和快中性分子（Ｎ２ｆ）的输运过程进行了研究，计算了阴极鞘层中离子（Ｎ２＋，Ｎ＋）和快中性分子的能量及角分布的空间变化，较好地解释了实验结果．得到了氮气辉光放电等离子体阴极附近主要存在着能量较低的荷能分子、密度较低的高能原子离子及密度和能量居中的分子离子．诸粒子状态随放电条件而变化．模拟结果为分子气体辉光放电等离子体过程的机理的认识提供了参考依据．

关键词：氮气等离子体辉光放电鞘层粒子输运

二次电子分布函数对绝缘壁面稳态鞘层特性的影响

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物理学报 2016年第3期65卷 177-184页

作者：卿绍伟李梅李梦杰周芮王磊重庆大学动力工程学院重庆400044

由于缺乏详细的理论计算和实验结果,在研究绝缘壁面稳态流体鞘层特性时,通常假设壁面出射的总二次电子服从单能分布(0)、半Maxwellian分布等.在单能电子轰击壁面的详细二次电子发射模型基础上,采用Monte Carlo方法统计发现:当入射电子服... 详细信息

由于缺乏详细的理论计算和实验结果,在研究绝缘壁面稳态流体鞘层特性时,通常假设壁面出射的总二次电子服从单能分布(0)、半Maxwellian分布等.在单能电子轰击壁面的详细二次电子发射模型基础上,采用Monte Carlo方法统计发现:当入射电子服从Maxwellian分布时,绝缘壁面发射的总二次电子服从三温Maxwellian分布.进而,采用一维稳态流体鞘层模型进行对比研究,结果表明:二次电子分布函数对鞘边离子能量、壁面电势、电势及电子/离子密度分布等均具有明显影响;总二次电子服从三温Maxwellian分布时,临界空间电荷饱和鞘层无解,表明随着壁面总二次电子发射系数的增加,鞘层直接从经典鞘层结构过渡到反鞘层结构.

关键词：鞘层二次电子分布函数 Monte Carlo模拟

电子的非广延分布对等离子体鞘层中二次电子发射的影响

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物理学报 2019年第18期68卷 191-198页

作者：赵晓云张丙开王春晓唐义甲阜阳师范学院物理与电子工程学院

采用一维流体模型研究了非广延分布电子对等离子体鞘层中二次电子发射的影响.通过数值模拟,研究了非广延分布电子对考虑二次电子发射的等离子体鞘层玻姆判据、器壁电势、器壁二次电子临界发射系数以及等离子体鞘层中二次电子密度分布的... 详细信息

采用一维流体模型研究了非广延分布电子对等离子体鞘层中二次电子发射的影响.通过数值模拟,研究了非广延分布电子对考虑二次电子发射的等离子体鞘层玻姆判据、器壁电势、器壁二次电子临界发射系数以及等离子体鞘层中二次电子密度分布的影响.研究结果发现,当电子分布偏离麦克斯韦分布(q = 1,广延分布)时,非广延参量q 的改变对器壁二次电子发射有着重要的影响.不论电子分布处于超广延(q 1),随着非广延参量q 的增加,都会出现鞘边临界马赫数跟着减小,同时对于随着二次电子发射系数的增加,临界马赫数跟着增加.器壁电势随着参量q 的增加而增加.器壁二次电子临界发射系数则随着非广延参量的增加而减小,并且等离子体中所含的离子种类质量数越大,非广延参量的变化对器壁二次电子临界发射系数的值影响越小.此外,随着非广延参量的增加,鞘层厚度减小,鞘层中二次电子数密度增加.通过对数值模拟结果分析,发现电子分布处于超广延分布状态对等离子体鞘层中二次电子发射特性的影响要比电子处于亚广延分布状态要更明显.

关键词：二次电子发射非广延等离子体鞘层

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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

脉冲偏压电弧离子镀鞘层尺度演化的特性与分析

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金属学报 2006年第8期42卷 861-864页

作者：戚栋王宁会林国强董闯大连理工大学电气工程系大连116024 大连理工大学三束材料改性国家重点实验室大连116024

基于一维平板鞘层模型,建立了脉冲偏压电弧离子镀(PBAIP)鞘层随时间演化的动力学模型,给出了其解析表达式,并结合PBAIP工艺中等离子体参数的测量结果,模拟分析了PBAIP鞘层的厚度和鞘层中的离子流密度随时间的演化规律及其受脉冲偏压幅... 详细信息

基于一维平板鞘层模型,建立了脉冲偏压电弧离子镀(PBAIP)鞘层随时间演化的动力学模型,给出了其解析表达式,并结合PBAIP工艺中等离子体参数的测量结果,模拟分析了PBAIP鞘层的厚度和鞘层中的离子流密度随时间的演化规律及其受脉冲偏压幅度等参数的影响．结果表明：在PBAIP工艺中,稳态鞘层的厚度及形成稳态鞘层的时间均远小于已报道的等离子体源注入(PSII)等鞘层对应的值；PBAIP鞘层的扩展几乎是实时跟随脉冲偏压的变化,脉冲偏压下每一时刻的鞘层厚度与对应直流偏压下的鞘层厚度几乎相等．

关键词：脉冲偏压电弧离子镀(PBAIP) 鞘层演化数值模拟

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磁场中等离子体鞘层的结构

物理学报 2004年第10期53卷 3409-3412页

作者：邹秀刘金远王正汹宫野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116023

采用流体力学理论 ,研究了斜磁场作用下的等离子体鞘层结构 .在不同大小及方向的磁场作用下 ,对鞘层的离子 ,电子密度分布 ,离子流速度分布 ,电势分布和Bohm判据进行了讨论 .结果显示磁场对鞘层的结构有明显的影响 .在静电力和洛仑兹力... 详细信息

采用流体力学理论 ,研究了斜磁场作用下的等离子体鞘层结构 .在不同大小及方向的磁场作用下 ,对鞘层的离子 ,电子密度分布 ,离子流速度分布 ,电势分布和Bohm判据进行了讨论 .结果显示磁场对鞘层的结构有明显的影响 .在静电力和洛仑兹力的作用下 ,离子流作螺旋进动。

关键词：鞘层离子流等离子体电势分布磁场电子密度分布静电力离子密度

霍尔推进器等离子体鞘层特性的Particle-in-Cell模拟

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高电压技术 2013年第7期39卷 1557-1562页

作者：段萍周新维沈鸿娟覃海娟曹安宁殷燕大连海事大学物理系大连116026

霍尔(Hall)等离子体推进器鞘层特性对推进器的性能具有重要影响。针对Hall推进器鞘层区域建立物理模型,采用粒子模拟方法(PIC),通过求解泊松方程得到粒子位置产生的电场,确定边界条件,研究了不同磁感应强度和方向、不同推进工质和粒子... 详细信息

霍尔(Hall)等离子体推进器鞘层特性对推进器的性能具有重要影响。针对Hall推进器鞘层区域建立物理模型,采用粒子模拟方法(PIC),通过求解泊松方程得到粒子位置产生的电场,确定边界条件,研究了不同磁感应强度和方向、不同推进工质和粒子权重对推进器鞘层电势及壁面二次电子发射系数的影响规律。结果表明:当磁感应强度为0.04T时,随着磁场方位角的增大,鞘层电势绝对值升高,壁面二次电子发射系数降低,变化量在10-3量级;磁场大小对鞘层电势及壁面二次电子发射系数影响较小;对于氩、氪和氙3种工质,鞘层电势和二次电子发射系数依次降低;而当粒子权重大于106时,等离子体鞘层振荡明显,推进器的稳定性降低。

关键词：霍尔推进器 PIC模拟鞘层二次电子发射磁场推进工质

基于弧后鞘层发展分析的直流真空断路器换流参数优化

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真空科学与技术学报 2015年第9期35卷 1082-1087页

作者：刘晓明于德恩邹积岩沈阳工业大学电气工程学院沈阳110870 大连理工大学电气工程学院大连116024

搭建直流真空断路器模块,基于基尔霍夫定律,结合四阶龙格库塔法,对直流真空断路器开断过程各阶段进行数值计算与分析。以寻求换流电容器最小化为目标,利用经典遗传算法,优化换流回路参数。同时,基于连续过渡模型,对弧后介质恢复过程中... 详细信息

搭建直流真空断路器模块,基于基尔霍夫定律,结合四阶龙格库塔法,对直流真空断路器开断过程各阶段进行数值计算与分析。以寻求换流电容器最小化为目标,利用经典遗传算法,优化换流回路参数。同时,基于连续过渡模型,对弧后介质恢复过程中鞘层发展阶段进行仿真分析。仿真结果表明:鞘层发展阶段中,鞘层厚度呈指数趋势变化。以击穿距离作为重击穿判据,结合判据,对换流参数进一步优化,实现介质恢复与换流回路设计有效结合。优化结果提高换流回路设计合理性,利于直流真空断路器可靠开断。

关键词：直流真空断路器遗传算法连续过渡模型鞘层重击穿