碰撞增强充电对尘埃晶体影响的效应
等离子体物理
2021-03-23 v1 计算物理
摘要
对射频复合等离子体中的单层尘埃晶体进行了数值模拟,以检验晶体结构并量化在充电模型中纳入碰撞增强离子电流的影响。针对与先前实验工作相似的 GEC 池,在一系列射频电压下进行了建模,其中等离子体采用连续介质描述,尘埃颗粒采用粒子描述。监测了每个尘埃颗粒的时间历程。尘埃电荷分别使用 OML 模型和适用于鞘层的碰撞增强充电(CEC)模型计算。尘埃模型考虑了电场力、离子拖曳力、中性拖曳力、重力和离子尾流。CEC 模型给出了较低的电荷和较低的电场力,与实验数据更吻合。随后对由 40 至 100 个颗粒组成的尘埃晶体进行建模,并考察了所得晶体的悬浮高度和颗粒间距。纳入碰撞增强电流减小了颗粒间距,但对悬浮高度仅产生轻微影响。
引用
@article{arxiv.2103.11270,
title = {Effects of collision enhanced charging on dust crystal},
author = {Althea Wilson and Babak Shotorban},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.11270},
year = {2021}
}