نشریه پژوهش های نوین فیزیک
دوره 7، شماره 1 - ( بهار و تابستان 1401 )
جلد 7 شماره 1 صفحات 39-26 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Khoram M, Ghomi H. Removing the Thermal Singularity in Collisional Thermal Plasma and achieving the plasma Boundary Layer Structure. JMRPh 2022; 7 (1) :26-39
URL: http://jmrph.khu.ac.ir/article-1-217-fa.html
URL: http://jmrph.khu.ac.ir/article-1-217-fa.html
خرم منصور، قمی حمید. رفع تکینگی گرمایی در پلاسمای گرم برخوردی و ساختار لایه مرزی در این پلاسما. نشریه پژوهش های نوین فیزیک. 1401; 7 (1) :26-39
دانشگاه آزاد اسلامی واحد بروجرد
چکیده: (1491 مشاهده)
در این مقاله، به کمک معادلات سیالی پلاسما، لایه مرزی یک پلاسمای گرم برخوردی فعال در تماس با یک دیواره تخت فلزی مطالعه شده است. تغییرات فضایی توابع پلاسما شامل؛ پتانسیل الکتریکی، انرژی جنبشی و منحنی مشخصه I-V از لبه پلاسما-غلاف تا دیواره بررسی و مطالعه شده و اثرات پارامترهای پلاسما شامل، دمای یون، فرکانس برخورد کشسان یون-خنثی و فرکانس یونیزاسیون بر روی این توابع پلاسما بررسی می شوند. در حل کامل معادلات لایه مرزی پلاسما، زمانی که سرعت یون از مقدار صفر در لبه پلاسما - غلاف رشد کرده و به مجاورت نزدیکی از سرعت گرمایی یون، یعنی vs=(kTi/M)1/2 می‌رسد، معادلات سیالی با یک تکینگی مواجه می‌شوند. رفع کامل این تکینگی منجر به یک مسئله ویژه مقداری خوش تعریف با جوابی هموار برای معادلات می‌شود. با استفاده از جواب هموار به دست آمده، وابستگی‌های توابع پلاسما به پارامترهای پلاسما، شامل دمای یون, آهنگ یونیزاسیون و فرکانس برخورد کشسان یون - خنثی مورد بررسی قرار گرفته است.
فهرست منابع
1. L. Tonks and I. Langmuir, “A general theory of the plasma of an arc,” Phys. Rev., vol. 34, p. 876, 1929.
2. R. Chodura, “The Bohm criterion and sheath formation,” Phys. Fluids, vol. 25, p. 1628, 1982.
3. K.-U. Riemann, “A general theory of the plasma of an arc,” J. Phys. D: Appl. Phys., vol. 24, p. 492, 1991.
4. I. H. Hutchinson, Principles of Plasma Diagnostics. Cambridge: Cambridge University Press, 2 ed., 2002.
5. J. R. Roth, Industrial Plasma Engineering. IOP Publishing Ltd, 1 ed., 2001.
6. A. Anders, “Plasma and ion sources in large area coating: A review,” J. Surface and Coatings Technology, vol. 200, p. 1893, 2005.
7. P. C. Stangeby, Plasma Boundary of Magnetic Fusion Devices. Bristol: Institute of Physics Publishing Ltd, 1 ed., 2000.
8. H.-B. Valentini, “Removal of singularities in the hydrodynamic description of plasmas including space-charge effects, several species of ions and non-vanishing ion temperature,” J. Phys. D: Appl. Phys., vol. 21, p. 311, 1988.
9. M. Khoramabadi, H. Ghomi, and P. K. Shukla, “Numerical investigation of the ion temperature effects on magnetized dc plasma sheath,” Applied Physics, vol. 109, p. 073307, 2011.
10. M. Khoramabadi and S. F. Masoudi, “The effects of the polytropic coefficient on plasma sheath in two cases isothermal and adiabatic ion thermal flow,” Astrophys. Space Sci., vol. 341, no. 2, p. 501, 2012.
11. M. Khoramabadi, H. Ghomi, and P. K. Shukla, “The Bohm-sheath criterion in plasmas containing electrons and multiply charged ions,” J. Plasma Physics, vol. 79, no. 3, p. 267, 2013.
12. M. Khoram, H. Ghomi, and N. Navab Safa, “Ion temperature and gas pressure effects on the magnetized sheath dynamics during plasma immersion ion implantation,” Physics of Plasmas, vol. 23, p. 033511, 2016.
13. S. F. Masoudi and S. M. Salehkoutahi, “The dynamics of ions entering the magnetized plasma sheath obliquely-collisional and collisionless situations,” Eur. Phys. J. D, vol. 57, no. 1, p. 71, 2010.
14. T. Gyergyek and J. Kovacic, “Fluid model of the sheath in front of a floating electrode immersed in a magnetized plasma with oblique magnetic field: Some comments on ion source terms and ion temperature effects,” Physics of Plasmas, vol. 22, p. 043502, 2015.
15. R. M. Crespo, “Positive ion temperature effect on the plasma-wall transition,” Physics of Plasmas, vol. 25, p. 063509, 2018.
16. M. Khoram, “The plasma and sheath asymptotic solutions along with the full solution of the plasma equations including the ion isothermal flow,” IEEE Transactions on Plasma Science, vol. 47, p. 1704, 2019.
17. R. N. Franklin and J. Snell, “The low-pressure positive column in electronegative gases including space charge-matching plasma and sheath,” J. Phys. D: Appl. Phys., vol. 31, p. 2532, 1998.
18. J. I. F. Palop, J. Ballesteros, M. A. Hernandez, R. M. Crespo, and S. B. del Pino, “Influence of the positive ion thermal motion on the stratified presheath in electronegative plasmas,” J. Phys. D: Appl. Phys., vol. 37, p. 863, 2004.
19. H. Ghomi, M. Khoramabadi, P. K. Shukla, and M. Ghorannevis, “Plasma sheath criterion in thermal electronegative plasmas,” Applied Physics, vol. 108, p. 063302, 2010.
20. K. Yasserian and M. Aslaninejad, “Effect of the positive ion collisions on the positive space-charge in electronegative plasmas,” Eur. Phys. J. D, vol. 67, p. 161, 2013.
21. K. Yasserian and M. Aslaninejad, “Influence of the temperature of positive ions on the sheath formation and parameter space region in magnetized electronegative plasmas,” Physics Letters A, vol. 378, p. 2757, 2014.
22. J.-J. Li, J. X. Ma, and Z.-A. Wei, “Sheath and boundary conditions in a collisional magnetized warm electronegative plasma,” Physics of Plasmas, vol. 20, p. 063503, 2013.
23. J. I. F. Palop, J. Ballesteros, R. M. Crespo, and M. A. Hernandez, “Sheath analysis in collisional electronegative plasmas with finite temperature of positive ions,” J. Phys. D: Appl. Phys., vol. 41, p. 235201, 2008.
24. M. Aslaninejad and K. Yasserian, “Singularity and Bohm criterion in hot positive ion species in the electronegative ion sources,” Physics of Plasmas, vol. 23, p. 053505, 2016.
25. H. B. Valentini and D. Kaiser, “The singularity of the two-fluid plasma equations, its relations to boundary conditions, and the numerical solution of these equations,” Physics of Plasmas, vol. 24, p. 123508, 2017.
26. M. Khoram and S. F. Masoudi, “Effect of constant collision mean free time on the boundary layer of the active collisional warm plasma,” Scientific Reports, vol. 11, p. 18359, 2021.
27. R. M. Crespo and R. N. Franklin, “Effect of an oblique and constant magnetic field in the sheath thickness, the floating potential and the saturation current collected by a planar wall,” Plasma Sources Sci. Technol., vol. 23, p. 035012, 2014.
28. G. F. Regodon, J. I. F. Palop, J. M. Diaz-Cabrera, and J. Ballesteros, “Influence of collisions in a fluid model for the warm-ion sheath around a cylindrical Langmuir probe,” Plasma Sources Sci. Technol., vol. 28, p. 115017, 2019.
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |