Двухмерная математическая модель электромагнитных полей в высокочастотном индукционном плазмотроне

• Автор: Таланов, Максим Олегович
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 179 с.

Оглавление
Введение
Глава 1.
Аналитический обзор
1.1 Экспериментальные исследования ВЧИ разряда
1.2 Расчетные модели плазмотронов
Глава 2.
Вывод уравнений электромагнитного поля
2 .1 Уравнения в одномерном случае
2 .3 Структура двухмерных уравнений электромагнитного поля и граничные условия на
оси г=
Глава 3.
Структура электромагнитного гРоля ВЧИ плазмы вблизи плоскости центрального сечения плазмоида.

3.1 Модель Томсона ВЧ индукционного разряда. .
3.2Модель Томсона ВЧИ разряда конечной длины
3.3 Структура электромагнитного поля разряда конечной длины при условии ст = const
3.4 Структура электромагнитного поля ВЧИ разряда в плоскости центрального сечения плазмоида
Глава 4.
Аппроксимация экспериментально измеренных значений амплитуды Hz{r,z} двухмерным кубическим сплайном

4 .1 Одномерный и двухмерный интерполирующий
сплайн
4 . 2 Аппроксимирующий сплайн одной переменной .
4 . 3 Аппроксимирующий двухмерный сплайн одной
переменной
Глава 5.
Общее решение задачи
5.1 Решение в одномерном приближении
5.2 Решение вблизи оси z=0
5.3 Полное решение задачи
Результаты и выводы
Приложения
Приложение 1 (графики)
Приложение 2 {специальные функции)
Приложение 3 (программные модули)
Список литературы:
Введение
В последние десятилетия широкое применение получило использование низкотемпературной плазмы для проведения химических реакций, в плазмохимической технологии, плазменной обработке материалов, плазменной металлургии, эмиссионном спектральном анализе.
Для генерации низкотемпературной плазмы используются различные способы. Одним из них является (ВЧИ) высокочастотный индукционный разряд, получаемый в ВЧИ плазмотроне за счет энергии переменного электромагнитного поля.
К преимуществам ВЧИ плазменных установок следует отнести чистоту генерируемой плазмы, высокая стабильность параметров разряда,
возможность использования реакционно-способных газов в качестве плазмообразующих, возможность получения достаточно большого объема плазмы и длительность работы.
Все перечисленные выше факторы привели к появлению многочисленных экспериментальных и теоретических работ, посвященных изучению индукционного высокочастотного разряда.
Существует большое количество методов
диагностики и расчета тепловых и
электрофизических параметров внутри разряда.
В настоящей работе предлагается метод расчета электрофизических и тепловых параметров ВЧИ-плазмы в индукторе конечных размеров по

Глава 2.
Вывод уравнений электромагнитного поля
2.1 Уравнения в одномерном случае
При рассмотрении электромагнитной картины в плазмотроне используют систему дифференциальных уравнений Максвелла. В Гауссовой системе она может быть представлена в виде:
Величины магнитной индукции и диэлектрического а смещения имеют вид:
Так же необходимо учитывать следующие условия
1) плазма не магнитная среда М=0;
2) плазма - квазинейтральна q=0;
3) плазма представляет из себя чисто активную

нагрузку р=0 и = 0.

Таким образом, исходную систему уравнений Максвелла можно записать в виде:
—І + —гт

(2.1)
с дг (1і'0 — 4 щ (ііі’В = 0.
В = Н + 4яМ; О = Е + 4 пр.