无碰撞磁化等离子体中球形尘埃的悬浮电位

确定等离子体中导电球的平衡电荷，对于解释朗缪尔探针测量、等离子体表面相互作用及尘埃颗粒行为十分重要。蒙特卡洛代码“磁化等离子体中的尘埃”（DiMPl）已开发用于确定多种条件下导电球体的受力与带电行为，并对照先前的数值结果进行了基准验证。利用DiMPl研究了等温、无碰撞、氢等离子体中球体的悬浮电位随磁场强度及相对于德拜长度尺寸的变化，并与N体树代码（pot）的新结果及近期粒子网格（particle in cell）测量进行比较。三种模拟结果相似，确定了在中等离子体磁化参数下电子电流相对于离子电流减小的狭小范围。发现电位随磁场强度的变化对小于德拜长度的尘埃尺寸相对不敏感。发现大尘埃的电位对流速的依赖在中等磁场强度下较弱，而在强磁场下小尘埃的电位随流速增加而减小。建立了无碰撞等离子体中小尘埃电位随磁场强度变化的半经验模型，该模型在高、低磁场极限下再现了预期的电流与电位。