碰撞等离子体中玻姆判据的精确形式

对于具有单一正离子种类且输运由电荷交换碰撞主导的等离子体，文献中关于玻姆判据动力学形式的长期争论得以解决。离子玻尔兹曼方程的解给出了无任散度且包含经典结果中未包含附加项的精确形式。该项包含碰撞和几何效应并导致显著修正。进一步，探讨了玻姆判据基础的空间电荷论证是否确实能导致体区与鞘层之间过渡点的有意义定义。分析得到数值模型和实验的支持，在整个范围内显示出极好的一致性。作为诊断上的新颖之处，理论结果允许从壁面测量的离子速度分布函数(IVDF)重建等离子体中任意点的IVDF和电场。该性质还被用于非侵入式地重建离子密度、流动速度、平均能量和有效温度以及电子密度和温度作为空间坐标和电势的函数。最后，验证了离子动量平衡的流体方程。