基于PIC/MCC的微等离子体模型数据仿真

来源 :山东大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shengfusky
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
微等离子体放电特性,近年来受到国际上的广泛关注。由于放电空间尺寸很小,放电气体的压强接近大气压,微等离子体器件表现出不同于常规等离子体放电器件的特性。近年来作为一种新型放电发光器件受到国际上的广泛关注。然而,由于工艺条件的限制,微等离子器件的尺寸无法任意改变,同时在制作过程中的诸多因素都会影响到器件的一致性。为了深入了解器件放电过程中的细节,节省器件制作时间和排除器件制作的影响因素,因此数值仿真将发挥重要的作用。设定初始的放电介质条件下,研究不同外界加载电压、不同气压的改变,对放电介质内微等离子体的特性。使用到了UNIPIC放电系统,详细介绍了该系统的设计原理,放电过程的传统形式,以及它所具有的特点。以及微等离子体放电使用的PIC-MCC碰撞模型。研究发现:基于PIC-MCC的粒子模型,在350Torr大气压环境下,在不同的外界电压环境下,电子密度随着时间的变化,是先增加后减少的。在放电介质内,电子密度最大值随着电压的增加,出现的时间越来越快,产生的电子密度越来越大。但是在400V之后会出现一个相对稳定的时期,电子密度最大值出现的时间,不在变化,但是电子密度的数值越来越大,斜率能够达到360.19,变化趋势比较快。电子密度的变化,实质代表的是电流的变化。在整个电子密度随时间的变化过程中,可以看出在整个放电模拟过程中,存在着两次放电。在350Torr的大气压环境下,外界电压在240V是没有二次放电的。在其他电压下,出现的台阶平缓处是为二次放电做准备的。随着电压的增加,准备的时间在缩短,当达到400V是,趋于10ns,不会随着电压的增加而改变。在微等离子体的电子密度变化研究中,发现在放电介质内部,电子密度峰值时刻的分布情况。电子密度在放电介质中,电子密度的分布情况是,从阳极到阴极是先增加后减少的。在放电介质内部所占得面积,越来越大。在阳极附近,电子密度明显减少。在不同气压、不同电压下,水平电场E1、垂直电场E2初始值都不是0。垂直电场E2的变化范围明显要比水平电场E1大。随着加载电压的增加,水平电场E1、垂直电场E2电场开始变化的时间都趋于10ns;最大值出现的时间都趋于20ns。电场数值是不随着气压的增加而增加,只会随着外界电压的增加而增加。电场出现的时间与最大值出现时间,随着气压的增加而缩小的。电子密度最大值随气压的增加而增长。在改变大气压环境下,500Torr与760Torr环境下,最大值出现的时间,是先增加后减少的;在350Torr与1100Torr环境下,最大值出现的时间越来越快。离子密度最大值随气压增加也是发生变化的。当外界电压小于360V之后,350Torr环境下离子密度的最大值是最大的;当外界电压大于360V之后,随着气压的增加离子密度最大值,也随着增加。在不同气压、不同电压下,水平电流I1、垂直电流I2出现的时间都是在1100Torr环境下最早的,最终时间趋于10ns。在微等离子体放电过程中,随着电压的增加,电子密度、离子密度、电场强度、电流大小的出现时间与对应的数值都是先增加后减少的。但是气压在放电过程中不会产生类似变化,水平电场与垂直电场的大小不随着气压的增加而增加,但是水平电场与垂直电场出现的时间,随着气压的增加而增加。本论文所提出的微等离子体放电特性,为微等离子体器件的研究提供了指导。
其他文献
量子信息是信息科学与量子力学相结合的新兴交叉学科,熵是量子信息理论中一个重要的概念,它用来度量物理系统的状态所包含的不确定性.本文主要讨论了广义的von Neumann熵和两
计算生物学是一门综合性很强的学科,它涉及到生物学、计算机科学等多种内容。根据达尔文的生物进化论,普遍认为物种之间存在一种遗传系谱关系,为了生动形象的描述物种之间的
众所周知,P?schl-Teller势在量子力学与分子动力学中的有着广泛的运用,它在非谐振分子势中占有至关重要的一席之地。因此,对于求解P?schl-Teller势能体系的薛定谔方程的能量
随着对基因组的研究深入和逐渐破译,我们的生活发生了巨大的变化。尤其是在医疗界中,随着人们对于基因组的了解迈上了新台阶,很多疾病的病因被逐渐的揭开,医务工作者在设计药
随着电子技术的快速发展,各种电磁问题日益突出,外界电磁波对正在工作中的电子系统产生的电磁干扰也越来越严重。因此,当我们在分析或设计现代电子系统时,就不得不考虑电磁干
本文主要研究的是关于分数阶线性周期时变系统的K-能控性问题.运用分数阶微积分的相关理论,在给出了一类由分数阶线性微分方程描述的线性连续(离散)周期性系统的基础上,对有
本文研究解析函数Banach’代数(?)∩A(D)的闭理想,其中(?)为Dirichlet空间,A(D)为圆盘代数.设U为内函数,E为单位圆周T上满足一定条件的闭子集.令I(U,E)是由(?)∩A(D)中在E上
本文首先利用Workbench平台对液体射流激励正对喷嘴簧片振动的问题进行数值计算,根据计算结果探究簧片哨中簧片的振动机理,并采用Origin对数值计算结果进行快速傅里叶变换,分
在对1931年《申报》“九一八”国难散文文献集成的基础上,从分类概述、内容分析、及时代风貌三个方面进行系统的论述和深入的分析。从而为“九一八”国难文学的集成与研究丰富内容,提供文学资源。首先对所收集的文献资料进行概述,将1931年的国难散文分为杂文、散文小品、散文诗以及报告文学四类,将现有资料系统化的展现。其次重点分析“九一八”国难在文学作品中的表现。“九一八”事变发生后,从东北逃亡的人们讲述日军
一个3-(n,4,1)-填充设计是指一个有序对(X,B),其中X是一个n元集合,B是由X中的一些四元子集(称为区组)构成的集合,满足X中的任意三元子集最多出现在一个区组中.如果不存在3-(n