通过粒子-in-胞/蒙特卡洛碰撞模拟验证平滑阶跃模型
等离子体物理
2022-05-25 v2
摘要
有界等离子体的特征是从体内准中性到电极和腔壁附近电子耗尽之间的快速而平滑的过渡。薄的非中性区域即边界鞘层，仅占放电域的一小部分，却控制着其大部分宏观行为。对鞘层性质及其与等离子体关系的深入理解具有很高的实践和理论意义。最近提出的平滑阶跃模型为平面、射频调制鞘层中的电场提供了一个封闭的解析表达式。它代表了(i)耗尽区中的空间电荷场，(ii)准中性区中的广义欧姆场和双极场，以及(iii)两者之间过渡的平滑插值。本研究将平滑阶跃模型与更基础的粒子-in-胞/蒙特卡洛碰撞模拟的预测进行比较，发现当假定的长度和时间尺度要求得到满足时，二者具有良好定量一致。第二个模拟案例表明，即使假设仅勉强满足，该模型仍适用。
引用
@article{arxiv.2107.00270,
title = {Validation of the smooth step model by particle-in-cell/Monte Carlo collisions simulations},
author = {Maximilian Klich and Jan Löwer and Sebastian Wilczek and Thomas Mussenbrock and Ralf Peter Brinkmann},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.00270},
year = {2022}
}