|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИПМех РАН |
||
Моделирование гистерезисного перехода между диффузионным и контрагированным режимами разряда постоянного тока в благородных газахдипломная работа (Специалист)
- Научный руководитель: Манкелевич Ю.А.
- Автор: Шкуренков И.А.,
- Тип: Специалист
- Организация, в которой проходила защита: МГУ имени М.В. Ломоносова
- Год защиты: 2008
- Аннотация: В данной работе была построена одномерная самосогласованная модель разряда постоянного тока в благородных газах при высоких давлениях, включающая уравнения баланса заряженных частиц, уравнение баланса возбужденных частиц, уравнение теплопроводности для газовой температуры и температуры электронов, уравнение Пуассона для радиального поля, а также уравнения для температур низко и высоко-энергетичной части ФРЭЭ. С помощью этой модели удалось получить результаты близкие к экспериментальным для неона и аргона. Рассмотрены два режима горения: диффузионный и контрагированный. Переход из диффузионного режима в контрагированный происходит скачком и сопровождается резким возрастанием концентрации электронов на оси разрядной трубки на несколько порядков. При таком переходе скачкообразно меняются все параметры (электрическое поле, концентрация зарядов и др.), характеризующие плазму, и наблюдается явление гистерезиса. Это явление состоит в том, что переход из диффузионного режима в контрагированный (при повышении разрядного тока) и обратный переход (при уменьшении тока) происходят при различных значениях разрядного тока. Это первая работа, в которой был бы получен гистерезисный переход в численных моделях. Было показано, что переход из контрагированного режима в диффузионный является проявлением эффекта нелокальности формирования ФРЭЭ. Эффект нелокальности заключается в диффузии высокоэнергетичных электронов, способных производить ионизацию, из центральной контрагированной области. Для учета нелокальности формирования ФРЭЭ, нужно решать кинетическое уравнение с учетом электрон-электронных соударений и потерь электронов на ионизацию и возбуждение газа. Однако это очень сложная задача и требует большого времени счета. Поэтому этот эффект был учтен приближенно. Так как для ионизации важны лишь высокоэнергетичные электроны, то для приближенного учета эффекта нелокальности формирования функции распределения электронов была введена температура высокоэнергетичной части ФРЭЭ. При этом коэффициенты скорости возбуждения эффективного метастабильного уровня были формализованы в рамках данного подхода. Таким образом, разработанный подход позволяет приближенно учесть нелокальность формирования ФРЭЭ, не требуя больших затрат машинного времени. Разработанная модель позволила численно получить гистерезисный переход от диффузионного к контрагированному разрядному режиму и обратный, от контрагированного режима к диффузионному, что было невозможно в локальном приближении в наших расчетах для неона и аргона.
- Добавил в систему: Манкелевич Юрий Александрович