两种粒子模拟代码对辉光放电的验证与基准比对
等离子体物理
2017-11-30 v1
摘要
粒子模拟代码EDIPIC与LSP在氦平行板辉光放电中进行了基准比对与验证，该放电的轴向电场已被仔细测量，主要旨在研究并改进其碰撞模型的保真度。电子碰撞电离的散射各向异性以及二次电子发射产额在此情形下均不清楚。发射产额实验不确定度对应于阴极电流两倍的变化。若将发射产额调谐至使各代码计算的阴极电流与实验吻合，则计算电场彼此高度一致，且在实验值约10%以内。实验中所见阴极势降宽度随外加电压的非单调变化被两代码复现。负辉区中电子温度对两代码均在实验误差范围内，但慢俘获电子密度被低估。针对电子束注入氦气的若干合成情形所做的更详细代码比对表明，两代码在电离率以及各向同性散射图案的弹性和激发碰撞上高度一致。两代码间剩余显著差别源于其电子二元碰撞模型差异，以及弹性和激发碰撞的各向异性散射。
引用
@article{arxiv.1711.10830,
title = {Validation and benchmarking of two particle-in-cell codes for a glow discharge},
author = {Johan Carlsson and Alexander Khrabrov and Igor Kaganovich and Timothy Sommerer and David Keating},
journal= {arXiv preprint arXiv:1711.10830},
year = {2017}
}