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负离子对等离子体鞘层特性影响的数值研究

宫野, 段萍, 张建红, 邹秀, 刘金远, 刘悦

计算物理 2010, 27 (6): 883-890.

摘要（322）

PDF （328KB）（980）

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.

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强流脉冲离子束辐照混合双层靶的Monte Carlo模拟

吴迪, 王静, 张建红, 宫野

计算物理 2010, 27 (3): 423-427.

摘要（253）

PDF （320KB）（1116）

采用Monte Carlo方法模拟强流脉冲离子束与铝基钛膜双层靶的相互作用.强流脉冲离子束与双层靶材相互作用过程中,随着离子的注入,高能离子束引起涂层原子与基体材料原子之间相互渗透和混合,同时离子能量沉积到靶材内一定深度,并呈规律性的空间分布.这种能量分布影响靶内两种材料的熔化或气化过程,并导致界面物质结合强度发生变化.利用建立的束流模型,计算束流在靶材内的能量沉积和分布状况及界面处级联碰撞对双层靶界面混合区的影响,得出强流脉冲离子束混合双层靶时级联碰撞不起主要作用的结论,离子流密度在100A·cm^-2~150A·cm^-2时对离子束混合最为有利.

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应用特雷纳法和吉尔法求解脱硫脱硝中化学反应动力学方程

宫野, 张建红, 王晓东, 孙继忠, 刘悦, 马腾才

计算物理 2006, 23 (1): 103-108.

摘要（230）

PDF （219KB）（1166）

应用特雷纳法和吉尔法求解脱硫脱硝中一类化学反应动力学方程,均得到了满意的结果.分别讨论了NO-NO₂-N₂,NO-NO₂-N₂-O₂和NO-NO₂-N₂-O₂-H₂O系统,指出了各种系统脱除NO_x的途径.同时,讨论了加入CO₂及SO₂后,脱除NO_x和SO₂的情况.

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大气压下自由燃烧弧的温度场和速度场的数值模拟

徐翔, 宫野, 刘金远, 郑殊

计算物理 2004, 21 (1): 81-85.

摘要（254）

PDF （186KB）（1278）

采用标准SIMPLE算法,并作了-些修正,给出了具体的计算步骤和流程图,将其应用于磁流体动力学(MHD)方程进行数值求解.得到了轴对称情况下,自由燃烧弧的温度场和速度场的分布,并和实验结果进行了比较.分析了不同辐射模型对温度场的影响,发现辐射导致电弧温度降低,但不同的辐射模型对于电弧的温度影响不大.

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ECR微波等离子体离子输运的数值模拟

宫野, 宋远红, 温晓军, 邓新绿

计算物理 2001, 18 (2): 152-156.

摘要（280）

PDF （158KB）（1297）

建立了ECR微波等离子体源离子输运的平板和圆柱模型,对离子历经的空间区域的输运过程进行了数值研究.采用Monte Carlo(MC)方法模拟了存在外磁场情况下,离子离开放电室后历经中性区、鞘层区、最后被加负偏压的工件表面吸收的全过程.考虑了离子与中性粒子的电荷交换碰撞和弹性散射,统一处理了中性区和鞘层区电势的衔接.采用曲线拟合,电势自洽迭代方法把中性区和鞘层区衔接起来,得到了光滑自洽的电势分布曲线和鞘层区不同位置处的速度分布、能量分布及角分布.

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电弧螺旋不稳定性理论的简化分析和数值研究

刘金远, 宫野

计算物理 2000, 17 (S1): 107-112. DOI: 10.3969/j.issn.1001-246X.2000.01.019

摘要（307）

PDF （177KB）（1256）

在静电磁流体方程基础上提出了柱状放电电弧等离子体的磁螺旋不稳定性的一种新的线性分析方法。通过数量级分析得到了简化扰动能量方程。数值研究了外加轴向磁场、输入功率和弧柱半径外管壁半径相对大小等对电弧不稳定性的影响

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电弧螺旋不稳定性的一个简化线性分析

宫野, 刘金远, 王晓钢

计算物理 2000, 17 (3): 221-226.

摘要（242）

PDF （190KB）（995）

给出了具有抛物形电导率分布的电弧螺旋不稳定性的一个简化线性分析,得到了显式解析解。在外加均匀磁场情况下,理论结果与实验测量符合得很好。同时计算了由自磁场产生的不稳定性增长率,其结果与先前完全的、复杂计算的结果相一致。

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磁场中反应热对电弧螺旋不稳定性的影响

宫野, 张鹏云

计算物理 1999, 16 (6): 599-605.

摘要（234）

PDF （248KB）（1017）

采用抛物型电导率、抛物型透明辐射和与时间有关的线性微扰理论,考虑存在反应热情况下,给出了热势分布(温度分布)、稳定性条件以及不稳定性增长率等定量结果。得出反应热对电弧螺旋不稳定性的影响是降低稳定性的结论。

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宏观速度对电弧螺旋不稳定性影响的数值分析

宫野, 张鹏云, 刘宇宏, 马腾才

计算物理 1998, 15 (5): 614-619.

摘要（250）

PDF （217KB）（953）

采用抛物型电导率和与时间有关的线性微扰理论,给出了有宏观速度存在的热势分布(温度分布)、稳定性条件以及不稳定性增长率等定量结果。

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ECR微波等离子体离子输运过程的数值模拟

宫野, 温晓军, 张鹏云, 邓新绿

计算物理 1997, 14 (S1): 731-731.

摘要（94）

PDF （50KB）（792）

建立了ECR微波等离子体源离子输运的平板和柱面模型,对离子历经的空间区域的输运过程进行了数值研究。在平板模型下,采用M-C方法模拟了离子离开放电室后历经中性区、鞘层区,最后被加负偏压的工件表面吸收的全过程。考虑了离子与中性粒子的电荷交换碰撞和弹性散射,统一处理了中性区和鞘层区电势的衔接。先前方法是采用经验公式,连接不光滑,理论上也不自洽。采用曲线拟合,电势自洽的方法成功地把中性区和鞘层区衔接起来,得到自洽电势分布和鞘层区不同位置处的速度分布、能量分布及角分布。在圆柱模型下,提出了二次电子发射形成"屏蔽区"的概念,讨论了磁场、气压以及二次电子发射对鞘势的影响。

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全方位离子注入柱形几何碰撞鞘层时空演化数值解

于炯, 宫野

计算物理 1997, 14 (S1): 674-676.

摘要（218）

PDF （129KB）（1008）

对使用流体动力学碰撞模型研究全方位离子注入柱形靶等离子体鞘层时空演化的求解过程进行了详细的讨论,得到了数值计算结果。

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正态分布的抽样方法

宫野

计算物理 1997, 14 (S1): 566-568.

摘要（385）

PDF （133KB）（1180）

给出了若干实现正态分布的随机抽样方法,并对各种抽样方法作了比较,可供在实际问题中选用。

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求解脱硫脱硝中化学反应动力学方程的Monte Carlo方法

宫野, 孙继忠, 王荣毅

计算物理 1996, 13 (2): 223-226.

摘要（282）

PDF （251KB）（908）

本文采用Monte Carlo方法求解脱硫脱硝过程中化学反应动力学方程,得到了比较满意的结果,表明该方法是行之有效的。

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等离子体源离子注入鞘层随时空演化的数值模拟

宋远红, 宫野, 王德真

计算物理 1995, 12 (4): 528-534.

摘要（264）

PDF （458KB）（1047）

在等离子体源离子注入装置中(PSⅡ),靶被直接放入均匀等离子体源中,并在其上加负高压脉冲,从而使靶的周围形成了一个只存在离子的等离子体鞘层,离子以较高速度注入靶中。利用冷流体方程和泊松方程组成的非线性方程组对一维平面几何鞘层时空演化过程进行数值模拟,所采用的负高电势脉冲波形为方波和梯形波,得到了电子密度、离子密度、电势分布的时空演化曲线,并首次对梯形波下降沿时间内鞘层时空演化作了详细讨论。

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气体放电阴极鞘层氩离子的自洽蒙特卡罗模拟

王德真, 张建红, 宫野

计算物理 1995, 12 (4): 483-489.

摘要（236）

PDF （392KB）（1042）

建立了气体放电阴极鞘层离子的自洽蒙特卡罗模拟模型,考虑了离子与中性原子的电荷交换碰撞和弹性散射,用到了精确依赖于离子能量的电荷交换和动量输运截面。模拟了氩离子在阴极鞘层中的运动,得到了不同气压下自治电场分布,离子的能量分布和角分布,发现:离子由鞘层边界向阴极运动过程中,离子能量分布的高能部分逐渐增大,角分布向小角度部分压缩,鞘层中的强电场加速和聚焦了离子;在鞘层边界附近的电场呈非线性。

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氩辉光放电中离子轰击阴极的蒙特卡罗模拟

王德真, 宫野, 马腾才

计算物理 1993, 10 (2): 215-219.

摘要（302）

PDF （314KB）（1078）

由蒙特卡罗方法模拟离子在氩直流辉光放电阴极位降区的运动,包括了离子与中性原子的电荷交换碰撞和弹性散射,得到了离子轰击阴极的能量分布和入射角分布。对于只考虑电荷交换碰撞的情形,比较了蒙特卡罗模拟结果和玻尔兹曼方程的解析结果,得到了完全相同的的离子轰击阴极的能量分布。模拟结果还表明绝大部分离子近于垂直入射阴极。

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氩气直流辉光放电阴极区电子群的蒙特卡罗模拟

孙继忠, 宫野, 王德真

计算物理 1993, 10 (1): 87-94.

摘要（249）

PDF （494KB）（996）

用蒙特卡罗方法,采用三维计算模型,模拟了阴极区内电子的运动。得出了电子分布函数以及宏观参数,包括电子平均能量、汤生电离系数、增殖系数等,并与一维结果进行了比较。结果表明,角向散射明显地影响着电子分布函数和主要参数。

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超越方程求根的Monte Carlo方法

宫野

计算物理 1992, 9 (S1): 547-548.

摘要（226）

PDF （160KB）（1025）

本文提供了两种求超越方程根的M-C方法,它不需要选择初始近似值,就能求出全部实根。所以,对那些使用其他方法无效的问题,而用此方法往往是有效的。

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用Boltzmann输运方程计算注入离子在靶中的分布

张庆瑜, 宫野, 马腾才

计算物理 1992, 9 (3): 279-284.

摘要（237）

PDF （364KB）（920）

本文根据Boltzmann粒子输运理论,利用人们在粒子与固体相互作用方面所取得的最新成果,在Simth等人的基础上,在计算方法上进行优化、改进,对注入离子在靶中的分布进行了数值计算,汁算结果与实验结果基本上符合,并与著名的Monte Carlo程序TRIM所计算的结果进行了对比,二者有很好的一致性。

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求解随机非线性方程的Monte Carlo方法

宫野

计算物理 1991, 8 (1): 102-104.

摘要（262）

PDF （193KB）（957）

本文建议采用Monte Carlo方法求解随机非线性方程。计算实践表明,该方法不仅能获得相当满意的结果,而且能大大节省计算机时间。

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计算Dawson积分的一个误差估计

宫野

计算物理 1988, 5 (2): 163-168.

摘要（196）

PDF （291KB）（867）

本文给出了计算Dawson积分的一个误差估计,同时给出并证明了最大误差估计定理。

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倒易方法在计算直线加速器中放射性问题的应用

宫野

计算物理 1986, 3 (4): 461-466.

摘要（191）

PDF （293KB）（904）

本文应用倒易方法计算了直线加速器中的放射性问题。实际计算表明,该方法的结果比其它方法都要好,它有利于加速M——C方法的计算,从而大大节省了计算机时间。

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自由边界载流等离子体柱的电阻螺旋模不稳定性的数值计算

宫野, 马腾才

计算物理 1985, 2 (4): 413-418.

摘要（205）

PDF （343KB）（949）

本文采用两步隐式差分格式研究了自由边界载流等离子体柱的电阻螺旋模不稳定性。发现等离子体温度剖面越宽和越高,m=2的撕裂模的线性稳定就越好。计算结果与实验相符合。

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等离子体的能量分布和电位的数值计算

宫野

计算物理 1985, 2 (3): 293-302.

摘要（248）

PDF （574KB）（932）

在方磁阱近似、各向同性位近似以及最低模近似下,用数值方法求解了简化的F-P方程。得到了若干数值结果,结果与物理分析相符合。同时,本文详细地叙述了数值方法。

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