负离子对等离子体鞘层特性影响的数值研究

计算物理 ›› 2010, Vol. 27 ›› Issue (6): 883-890.

负离子对等离子体鞘层特性影响的数值研究

宫野¹, 段萍², 张建红¹, 邹秀³, 刘金远¹, 刘悦¹

1. 大连理工大学物理与光电工程学院, 辽宁大连 116024;
2. 大连大学物理科学与技术学院, 辽宁大连 116622;
3. 大连交通大学理学院, 辽宁大连 116028

收稿日期:2009-10-09 修回日期:2010-05-25 出版日期:2010-11-25 发布日期:2010-11-25
作者简介:宫野(1939-),Male,Liaoning,Changtu.Professor,Research on computer simulation in physics and numerical simulation of plasma physics.
基金资助:
Supported by the National Natural Science Foundation of China(Grant Nos.10605008,10975026);Liaoning Province (Grant No.20082146) and Scientific Research Program of Educational Bureau of Liaoning Province (Grant No.2009A047)

Numerical Study of Negative Ion Effect on Plasma Sheath

GONG Ye¹, DUAN Ping², ZHANG Jianhong¹, ZOU Xiu³, LIU Jinyuan¹, LIU Yue¹

1. School of Physics and Optoelectronic Technology, Dalian University of Technology, Dalian 116024, China;
2. College of Physics Science and Technology, Dalian University, Dalian 116622, China;
3. School of Science, Dalian Jiaotong University, Dalian 116028, China

Received:2009-10-09 Revised:2010-05-25 Online:2010-11-25 Published:2010-11-25
Supported by:
Supported by the National Natural Science Foundation of China(Grant Nos.10605008,10975026);Liaoning Province (Grant No.20082146) and Scientific Research Program of Educational Bureau of Liaoning Province (Grant No.2009A047)

摘要/Abstract

摘要： 构造强电负性等离子体中平板电极处鞘层形成的模型,使用流体动力学方程组研究等离子体鞘层.得到空间电势、空间静电荷分布和鞘层宽度作为距离函数的数值结果.结果表明,强电负性鞘层中,在等离子体区和鞘层区之间几乎没有过渡的预鞘区,在靠近极板附近鞘层里的电子、负离子和正离子的分布形成一个纯正离子鞘区.在靠近鞘边附近,空间静电荷密度分布有一个很尖的峰.发现同电正性情形相比,强电负性鞘层的宽度要窄很多,空间电势下降得快得多.

关键词: 负离子, 等离子体鞘层, 空间电势, 空间静电荷分布, 数值模拟

Abstract: A model of sheath formation on a planar electrode in strongly electronegative plasmas is presented.The plasma sheath is studied by using a set of hydrodynamic equations.Spatial potential,net space charge distributions and sheath width as functions of distance are obtained.It shows that in a strongly electronegative sheath a presheath between bulk plasma and sheath hardly exist,and electrons,negative and positive ions in the sheath form a pure positive ion sheath near boundary of electrode.Density of net space charge has a sharp peak near the sheath edge.Compared with an electropositive sheath,it is found that the width of strongly electronegative sheath is much narrower,and the spatial potential within the sheath falls much faster.

Key words: negative ion, plasma sheath, spatial potential, net space charge distribution, numerical simulation

中图分类号:

O53
O241

宫野, 段萍, 张建红, 邹秀, 刘金远, 刘悦. 负离子对等离子体鞘层特性影响的数值研究[J]. 计算物理, 2010, 27(6): 883-890.

GONG Ye, DUAN Ping, ZHANG Jianhong, ZOU Xiu, LIU Jinyuan, LIU Yue. Numerical Study of Negative Ion Effect on Plasma Sheath[J]. CHINESE JOURNAL OF COMPUTATIONAL PHYSICS, 2010, 27(6): 883-890.

[1]	刘利, 牛胜利, 朱金辉, 左应红, 谢红刚, 商鹏. 临近空间核爆炸碎片云运动的数值模拟[J]. 计算物理, 2022, 39(5): 521-528.
[2]	吴丽媛, 张素英. 自旋相关光晶格中玻色-爱因斯坦凝聚体的基态[J]. 计算物理, 2022, 39(5): 617-623.
[3]	杜旭林, 程林松, 牛烺昱, 陈玉明, 曹仁义, 谢永红. 考虑水力压裂缝和天然裂缝动态闭合的三维离散缝网数值模拟[J]. 计算物理, 2022, 39(4): 453-464.
[4]	孙梦营, 马明, 过海龙, 姚孟君, 徐猛, 张莹. 零重力点热源马兰戈尼FTM数值模拟[J]. 计算物理, 2022, 39(2): 191-200.
[5]	赵腾飞, 张华. 气泡碰撞过程中形变及破碎现象分析[J]. 计算物理, 2022, 39(1): 41-52.
[6]	关富荣, 李成乾, 邓敏艺. 激发介质相对不应态对螺旋波动力学行为的影响[J]. 计算物理, 2021, 38(6): 749-756.
[7]	王俊捷, 寇继生, 蔡建超, 潘益鑫, 钟振. 基于Tolman长度的Lucas-Washburn渗吸模型改进及数值模拟[J]. 计算物理, 2021, 38(5): 521-533.
[8]	杨展康, 牛奕. 温度及围护通风对独头巷道氡浓度分布的影响[J]. 计算物理, 2021, 38(4): 456-464.
[9]	胡少亮, 徐小文, 郑宇腾, 赵振国, 王卫杰, 徐然, 安恒斌, 莫则尧. 系统级封装应用中时谐Maxwell方程大规模计算的求解算法:现状与挑战[J]. 计算物理, 2021, 38(2): 131-145.
[10]	陈皓, 蔡汝铭. 平流层飞艇气动外形优化设计:螺旋桨的影响[J]. 计算物理, 2020, 37(5): 562-570.
[11]	王子墨, 李凌. 超短激光打孔中快速相变的格子玻尔兹曼模拟[J]. 计算物理, 2020, 37(3): 299-306.
[12]	王智, 邹高域, 宫敬, 白剑锋, 翟博文. 一维双流体模型的压力修正算法[J]. 计算物理, 2019, 36(4): 413-420.
[13]	张珑慧, 由长福. 基于有限体积虚拟区域方法的两相流动直接模拟[J]. 计算物理, 2019, 36(3): 291-297.
[14]	徐丞君, 徐胜利. SPH二阶粒子近似光滑函数的充分条件及数值验证[J]. 计算物理, 2019, 36(1): 25-38.
[15]	王烨, 王艺, 胡文婷, 王良璧. POD方法在扁管管翅式换热器研究中的应用[J]. 计算物理, 2018, 35(5): 587-596.