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相似文献
 共查询到16条相似文献,搜索用时 562 毫秒
1.
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),还是处于亚广延状态(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.  相似文献   

2.
等离子体磁化鞘层在半导体加工、材料表面改性、薄膜沉积等方面都发挥着重要作用.在等离子体实验和放电应用中,常存在由两种以上离子组成的多离子等离子体;对于长程相互作用的等离子体系统,非麦克斯韦分布的电子可通过Tsallis的非广延分布来描述.本文针对多离子等离子体鞘层建立一维空间坐标三维速度坐标的流体模型,假设鞘层中电子速度服从非广延分布,本底氦离子和不同种类的杂质离子在有一定倾斜角度的磁场中被磁化,通过数值模拟探究了非广延参量、杂质离子及斜磁场对多离子磁鞘中离子的数密度、速度、壁面电势和离子动能等物理量的影响.结果表明,在氦氢或氦氩混合等离子体鞘层中,随着非广延参量增大,离子沿垂直壁方向的速度减小,鞘层中离子、电子数密度均减小,鞘层厚度减小,壁面处离子动能减小;当杂质离子浓度增大时,壁面处离子动能与离子种类无关.随着磁场强度的增大,氦离子数密度和沿垂直壁方向的速度在鞘边出现起伏,且波动幅度随着非广延参量的减小而增大,而重离子则无明显的波动.此外,还分析了杂质离子种类和浓度对鞘层相关特性的影响.  相似文献   

3.
本文从离子动力学方程出发,利用LB碰撞模型研究了离子-离子碰撞效应对前鞘等离子体输运的影响。电子分布假定为等温麦克斯韦-玻耳兹曼分布。结果表明,在低碰撞频率和高碰撞频率下,LB碰撞模型都能较好地描述前鞘等离子体中的离子-离子碰撞行为。离子-离子碰撞对表面等离子体的输运行为有较大影响。  相似文献   

4.
刘惠平  邹秀 《物理学报》2020,(2):197-203
研究了鞘层中电子和负离子的反射运动对碰撞电负性磁鞘玻姆判据和鞘层结构的影响.通过理论推导得到了考虑鞘层中电子和负离子的反射运动时鞘层玻姆判据表达式,并通过数值模拟得到了电子和负离子采用玻尔兹曼模型和反射运动模型时离子马赫数的下限随参数的变化曲线以及鞘层中带电粒子密度的分布曲线.结果表明,电子和负离子的反射运动模型和玻尔兹曼模型离子马赫数的上限完全相同,下限表达式不同,反射运动模型中下限还与基板电势有关,且随着基板电势值的增加而增大,达到与玻尔兹曼分布中相同值后保持不变,随着鞘边负离子浓度和温度的不同达到最大值的速度不同;离子马赫数的下限在玻尔兹曼和反射运动模型中都随鞘边负离子浓度的增加和温度的降低而减小,只是在反射运动模型中的最大值要小;两种模型中离子马赫数的下限都随鞘边电场的增加而增加,但在玻尔兹曼模型中增加得更快最终值更大;两种模型离子马赫数的下限都随碰撞参数或磁场角度的增加而降低,但在玻尔兹曼模型中降低更快,随着碰撞参数或者磁场角度的增加两种模型中离子马赫数的下限趋于一致;当基板电势值较小时,电子和负离子的反射运动对鞘层结构影响较大,当基板电势值较大时电子和负离子反射运动对鞘层中带电粒子密度分布的影响很小.  相似文献   

5.
建立包括两种正离子的电负性磁鞘的流体模型,利用四阶龙格库塔法数值求解描述一维稳态等离子体鞘层的方程组,考察离子与中性粒子碰撞对一维稳态等离子体鞘层的影响.结果表明:鞘边Ar+与He+的含量比值与碰撞参数对离子马赫数的取值范围都有影响.鞘边负离子含量越少,碰撞对鞘层中带电粒子密度的影响越明显.并且随碰撞参数的加大,鞘层中电子、负离子的密度下降越快,两种正离子的密度则呈现不同的波动变化.鞘边负离子含量越多,碰撞对鞘层中两种正离子的速度影响就越明显.此外,碰撞参数越大对鞘边δ越大的鞘层中的带电粒子密度影响越大.  相似文献   

6.
本文通过一维粒子模拟(particle-in-cell)方法研究了强激光与近临界密度等离子体相互作用中的弱冲击波和强冲击波产生,并讨论了非相对论和相对论光强以及等离子体密度分布区间对无碰撞冲击波形成的影响.非相对论的弱驱动光与等离子体相互作用产生的是弱冲击波.由于电子加热不充分,电子能谱呈现出双温分布.较低温度的电子对弱冲击波的形成以及质子反射加速有重要作用.弱冲击波加速质子的能谱呈连续分布.在等离子体密度上升沿区间较大时,可观察到后孤子结构向离子声波结构演化并进一步演化为弱冲击波结构的过程.在相对论的强驱动光强下,电子加热比较充分可达到相对论温度,且呈现出单温分布.进一步分析密度分布区间大小对冲击波形成的影响时发现:1)当等离子体密度上升沿区间较大时,离子声波的势垒易被热电子屏蔽且离子声波结构在传输的过程中容易被后续的激光破坏而无法演化为无碰撞冲击波;2)当等离子密度分布区间较小时,离子声波中加速电场的有效距离(即德拜长度)和持续时间更长,这导致其结构在传输过程中更加稳定.当离子声波中加速的质子与靶后鞘层场加速的质子之间的速度差满足无碰撞冲击波的离子反射条件时,离子声波进一步演化为强...  相似文献   

7.
建立包含冷热电子的无碰撞等离子体鞘层的流体模型,利用数值模拟研究含有两种温度电子时等离子体鞘层的产生.结果表明:对于含有两种不同温度电子的稳态等离子体,冷电子的温度越低或者冷电子的含量越多,鞘边离子的马赫数临界值就越小,鞘层的宽度就变得越窄,沉积器壁的离子动能流也就越少.此外,研究不同种类的等离子体(Ar、Ke、Xe),鞘层厚度和离子沉积器壁动能流受冷电子的影响.  相似文献   

8.
吴静  刘国  姚列明  段旭如 《物理学报》2012,61(7):75205-075205
为了研究尘埃等离子体中尘埃颗粒以及鞘层中粒子密度分布等特性,对尘埃颗粒存在条件下等离子体鞘层结构的采取数值模拟.采用稳态无碰撞的尘埃等离子体鞘层模型,对玻姆判据、尘埃颗粒的荷电性质、平板鞘层区域的电势分布及鞘层内粒子分布特性进行了系统的数值模拟研究.计算结果显示,鞘层边缘尘埃颗粒数密度的增加、尘埃温度的升高,将引起孤立尘埃颗粒对电子吸附能力的减弱,集体效应也受到一定程度的影响;二者同时对离子玻姆速度以及鞘层厚度的增加都有着极大的促进作用.鞘层电势在靠近下极区处降落迅速,主要聚集在接近阴极极板的鞘层区域,各种微粒数密度的空间分布满足准中性条件.  相似文献   

9.
磁化等离子体的鞘层结构   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
Zou Xiu  刘惠平  Gu Xiu-E 《物理学报》2008,57(8):5111-5116
采用流体方法数值研究了斜磁场作用下的等离子体鞘层结构.模拟结果显示磁场对鞘层结构有显著的影响,特别是在磁鞘边界附近离子的密度分布产生了明显的变化.分别讨论了离子垂直入射和斜入射两种情况,当离子斜入射进鞘层时,其运动情况要相对复杂一些.在适当的条件下,洛伦兹力的作用使离子在某些区域产生相对聚集,离子密度分布产生波动. 关键词: 鞘层 等离子体 磁场  相似文献   

10.
赵晓云  刘金远  段萍  倪致祥 《物理学报》2011,60(4):45205-045205
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  相似文献   

11.
The main aim of this article is to recognize the sheath formation in the presence of non-extensive electron distribution. The role of ion–neutral collision parameter K and the non-extensive parameter “q” has been discussed. Existing literature suggests that the presence of non-extensive electrons potentially modifies the plasma sheath behaviour. However, numerical calculations over the full plasma range, jointly addressing the sheath and presheath, are rare. Sheath formation, being a very fundamental phenomenon, deserves enough investigation in the region of non-extensive distribution of particles. This study attempts to bridge the gap in understanding the formation of the sheath in collisional plasma in the light of both Boltzmann and q-distributed non-extensive electrons.  相似文献   

12.
Non-linear heavy ion-acoustic waves (HIAWs) are studied in a homogeneous magnetized four-component multi-ion plasma composed of inertial heavy negative ions, light positive ions, and inertia-less non-extensive electrons and positrons. The non-linear Schrödinger equation is derived in this model using the perturbation method. The criteria for modulational instability of HIAWs and the basic features of finite-amplitude heavy ion acoustic rogue waves (HIARWs) are investigated. The presence of the magnetic field was found to reduce the amplitude of HIARWs and enhances the stability. It is interesting to note that increasing positive ion mass causes decreases in the amplitude and width of rogue waves, which is opposite behaviour to that demonstrated in the previous study of these waves in an unmagnetized plasma. Furthermore, it is also shown that striking parameters, such as the non-extensive parameter, the positron number density, the electron number density, the electron temperature, and the magnetic field parameter, play an undeniable role on the stability of waves packets. The findings of the present investigation may be of wide relevance to some plasma environments, such as active galactic nuclei, pulsar magnetospheres, and other magnetic confinement systems.  相似文献   

13.
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。  相似文献   

14.
A theory for the formation of Mach cones in a magnetized dusty plasma with strongly correlated charged dust grains has been presented. We use the electron and ion susceptibilities for weakly correlated magnetized electrons and ions as well as the strongly correlated unmagnetized dust grain susceptibilities which are obtained by means of the quasilocalized charge approximation and a generalized hydrodynamic model. The plasma dielectric response of the present system reveals the parametric regimes for which Mach cones in a strongly coupled laboratory dusty magnetoplasma can be formed. We suggest conducting experiments in radiofrequency dusty plasma discharges with superconducting magnets for verifying the theoretical prediction of Mach cones that is made herein.  相似文献   

15.
The radial model developed by Allen, Boyd, Reynolds and Chen [1, 2] for the ion collection of Langmuir probes is extended to describe the case of a non-Maxwellian distribution of the electron energy. Assuming standard distributions, showing with respect to the Maxwell distribution an increasing deficite of fast electrons as the parameter k of the distribution increases, the electron-retarded current characteristic, the potential distribution and the density profiles for electrons and ions in the probe sheath, ion-current characteristics as well as graphs for the ion-density determination are calculated for different k. It is shown, that the application of the Chen model (k = 1) in plasma with k > 1 leads only to a small error in the ion-density measurement.  相似文献   

16.
The propagation of electron acoustic solitary waves is investigated in magnetized two-temperature electron plasma with supra-thermal ion. By using the reductive perturbation technique, the Korteweg de-Vries (KdV) equation is derived. Later solving this equation, a solitary wave solution has been derived. These are mainly in astrophysical plasmas where changes of local charge density, temperature, and energy of particles produce considerable effects on the plasma system. The effects of supra-thermality, density, and Mach number on solitary structures are studied in detail. The results show that the supra-thermal index (κ) and ion to electron temperature ratio (σ) alters the regime where solitary waves may exist. While studying the solitary profile for different parametric variation some interesting conclusion can be drawn; it is shown that the solitary profile becomes flatter. This can be due to the thermal energy associated with the hot electrons. However, with the increase in ion density with respect to the cold electrons' density, the solitary waves become steeper and sharper. This is due to the comparatively heavier mass of ions. The density of cold electron also increases the solitary structures in a similar manner. The higher the density of cold electrons, sharper will be the profile. The above findings will be helpful in understanding many astrophysical phenomena and data obtained by space missions. For a further study, we keep the investigation of the formation of other kinds of stationary structures like shocks, double layers, etc.  相似文献   

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