电感耦合等离子体放电中非平衡现象的多物理场建模：第二部分.多温度方法
等离子体物理
2024-10-21 v2
摘要
本文比较了本工作第一部分详述的氮等离子体振动态到态（StS）模型与传统的双温度（2-T）模型，用于模拟非局部热力学平衡（NLTE）条件下的电感耦合等离子体（ICP）放电。模拟在第二部分为ICP建立的多物理场计算框架内进行。基于第一部分的发现，准稳态（QSS）假设在等离子体核心得到验证，从而可在该假设下计算全局速率系数。这使得StS模型可化简为“一致的”宏观2-T模型。氮ICP炬的StS模型结果与广泛使用的Park 2-T模型预测相比存在显著偏差。相反，新提出的、由原始振动电子StS模型一致导出的2-T模型与完整StS结果在等离子体核心位置、形态和峰值温度分布上表现出极好的一致性。这证明了所提2-T模型捕捉综合StS模型预测的能量传递与反应过程的能力。此外，研究确定2-T模型中的振动-平动（VT）能量传递项是决定等离子体核心形态的主导因素。这表明ICP流场对重粒子撞击振动激发与解离事件具有强敏感性。
引用
@article{arxiv.2310.02504,
title = {Multi-physics modeling of non-equilibrium phenomena in inductively coupled plasma discharges: Part II. Multi-temperature approach},
author = {Sanjeev Kumar and Alessandro Munafo and Sung Min Jo and Marco Panesi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.02504},
year = {2024}
}
备注
27 pages, 16 figures