用于高碰撞射频驱动等离子体模拟的一种新混合方案
等离子体物理
2016-01-20 v1
摘要
本工作描述了一种用于模拟具有复杂化学的大气压放电的一维混合方法。在该方法中，电子使用粒子网格/蒙特卡洛（PIC/MCC）方案进行完全动力学描述，而重粒子则在流体描述中建模。针对考虑离子惯性的“全”流体模型以及针对离子和电子的完全动力学 PIC/MCC 代码，验证了流行的漂移-扩散近似的有效性。流体模型需要知道动量交换频率以及当离子与后者平衡时离子迁移率对电场的依赖性。为此，构建了一个辅助蒙特卡洛方案。结果表明，在大气压下以 模式运行的具有重离子种类的射频驱动放电模拟中，或在较低压力下的所有放电模拟中，漂移-扩散近似会高估离子输运。这可能导致漂移-扩散模型给出夸大的等离子体密度和不正确的剖面。因此，应采用具有全离子流体模型的混合代码版本而非更流行的漂移-扩散模型，需注意前者的建议数值方案仅带来微小的额外计算成本。
引用
@article{arxiv.1508.02892,
title = {A New Hybrid Scheme for Simulations of Highly Collisional RF-Driven Plasmas},
author = {Denis Eremin and Torben Hemke and Thomas Mussenbrock},
journal= {arXiv preprint arXiv:1508.02892},
year = {2016}
}