Механика и электродинамика пристеночной плазмы

• Автор: Котельников, Михаил Вадимович
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 276 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава 1. Механика и электродинамика пристеночной плазмы в молекулярном режиме
1.1. Физическая и математическая модель задачи
1.1.1. Кинетическое уравнение Больцмана
1.1.2. Обобщенное уравнение Больцмана
1.1.3. Система уравнений Максвелла
1.1.4. Математическая модель задачи
1.1.5. Начальные и граничные условия
1.2. Вычислительная модель задачи
1.2.1. Методы численного решения уравнения Власова
1.2.1.1. Метод крупных частиц Ю.М. Давыдова
1.2.1.2. Метод характеристик
1.2.2. Методы численного решения уравнения Пуассона
1.2.3. Описание алгоритма и компьютерной программы решения системы уравнений Власова-Пуассона
1.2.3.1. Основные особенности работы программного блока
1.2.3.2. Описание алгоритма расчетной программы
1.2.4. Методические расчеты и сравнение с экспериментом
1.3. Результаты вычислительных экспериментов для тела цилиндрической геометрии
1.3.1. Функции распределения заряженных частиц
1.3.2. Эволюция интегрального тока на тело, зависимость установившегося значения тока от основных параметров расчета
1.3.3. Распределение плотности ионного тока на по обводу цилиндра
1.3.4. Распределение концентраций ионов, электронов и потенциала самосогласованного электрического поля в пристеночной области
1.3.5. Поле средних скоростей ионов в пристеночной области
1.3.6. Влияние магнитного поля на структуру возмущенной зоны
1.4. Результаты вычислительных экспериментов для тела плоской геометрии
1.5. Выводы из главы
Глава 2. Механика и электродинамика пристеночной плазмы в режиме сплошной среды
2.1. Состояние проблемы и задачи исследования
2.2. Физические и математические модели задачи механики и электродинамики столкновительной пристеночной плазмы
2.2.1. Слабоионизованная ламинарная плазма
2.2.2. Слабоионизованная турбулентная плазма
2.3. Система начальных и граничных условий
2.3.1. Начальные условия
2.3.2. Граничные условия
2.4. Вычислительная модель задачи механики и электродинамики пристеночной плотной плазмы
2.4.1. Метод крупных частиц применительно к задачам электродинамики плотной плазмы
2.4.2. Методы решения уравнений Максвелла

2.5. Методические исследования и тестовые задачи
2.6. Результаты математического моделирования обтекания тел слабоионизованной столкновительной плазмой
2.6.1. Цилиндрическое тело в поперечном потоке ламинарной столкновительной плазмы без магнитного поля
2.6.1.1. Профиль скорости нейтральной компоненты
2.6.1.2. Поле скоростей электронов и ионов по обводу цилиндра
2.6.1.3. Поле концентраций заряженных частиц
2.6.1.4. Изолинии потенциала и распределение напряженности электрического поля
2.6.1.5. Распределение плотности тока по обводу цилиндра
2.6.2. Цилиндрическое тело в ламинарном потоке плазмы в магнитном поле
2.6.3. Цилиндрическое тело в турбулентном потоке столкновительной плазмы
2.6.4. Плоский электрод в потоке слабоионизованной столкновительной плазмы
2.6.5. Обтекание цилиндрического тела потоком слабоионизованной столкновительной плазмы при умеренных числах Рейнольдса
2.7. Выводы из главы
Глава 3. Механика и электродинамика пристеночной плазмы в переходном режиме
3.1. Состояние проблемы и задачи исследования
3.2. Математические модели задач механики и электродинамики пристеночной плазмы в переходном режиме
3.2.1. Математическая модель задачи с учетом столкновений типа «ион-нейтрал»
3.2.2. Математическая модель задачи с учетом столкновений типа «электрон-нейтрал»
3.2.3. Математическая модель задачи с учетом столкновений типа «ион-ион» и «ион-электрон»
3.3. Вычислительные модели задач механики и электродинамики пристеночной плазмы в переходном режиме
3.3.1. Вычислительная модель с учетом столкновений типа «ион-нейтрал»
3.3.2. Вычислительная модель с учетом столкновений типа «электрон-
нейтрал»
3.3.3. Вычислительная модель с учетом столкновений типа «ион-ион» и «ион-электрон»
3.4. Результаты вычислительных и физических экспериментов по механике и электродинамике пристеночной плазмы в переходном режиме
3.4.1. Влияние ион-атомных столкновений на процессы переноса в пристеночной плазме
3.4.2. Влияние «электрон-атомных» столкновений на процессы переноса в пристеночной плазме
3.4.3. Влияние «ион-ионных» и «ион-электронных» столкновений на процессы переноса в пристеночной плазме
3.5. Выводы из главы
Глава 4. Технические приложения по механике и электродинамике пристеночной плазмы
4.1. Теория и методика электрического зонда (зондовая диагностика
плазмы)
4.1.1. Математические и численные модели зондовых задач
4.1.2. Зонд в покоящейся слабоионизованной плазме при условии тонкого слоя объемного заряда

4.1.3. Зонд в покоящейся плотной слабоионизированной плазме в случае произвольного слоя объемного заряда
4.1.4. Цилиндрический и сферический зонды в ламинарном потоке слабоионизованной столкновительной плазмы без магнитного поля при условии
Ле ~ 1, если слой объемного заряда тонкий столкновительный
4.1.5. Цилиндрический зонд в ламинарном потоке слабоионизованной столкновительной плазмы без магнитного поля в общем случае
4.1.6. Цилиндрический зонд в потоке столкновительной плазмы с магнитным полем
4.1.7. Цилиндрический зонд в поперечном потоке бесстолкновительной плазмы
4.1.8. Плоский пристеночный зонд в ламинарном потоке слабоионизованной столкновительной плазмы без магнитного поля
4.1.9. Плоские изолированные и пристеночные зонды в потоке бесстолкновительной плазмы
4.1.10. Двойные зонды. Их взаимное влияние
4.2. Нестационарный электрический зонд
4.2.1. Алгоритм определения температуры ионов
4.2.2. Измерительная аппаратура для работы с нестационарным зондом
4.2.3. Зависимость времени релаксации и интегрального тока от
плазмообразующего вещества
4.3. Электромагнитный рельсовый ускоритель с якорем в виде плазменного канала
4.3.1. Физическая постановка задачи
4.3.2. Математическая модель пристеночного слоя плазменного контакта
4.3.3. Вычислительная модель задачи
4.3.4. Результаты математического моделирования
4.4. Математическое моделирование возмущенной зоны и «собственной атмосферы» вблизи КЛА
4.5. Электродинамические методы воздействия на ионизованный пограничный
слой
4.5.1 Инжекция в плазму пограничного слоя потока
отрицательных ионов
4.5.2. Воздействие на пограничный слой импульсом поперечного магнитного поля
4.6. О возможности электродинамического управления вектором тяги плазменного движителя
(ПД)
4.7. Выводы из главы
Выводы из диссертации
Литература
Приложение

РАСЧЕТ. СЕТКА: 20
ШАГ ПО ВРЕМЕНИ: О.0200
Те / Т1:
ПОТЕНЦИАЛ ТЕЛЯ: -6.ОООО
РАДИУС ЦИЛИНДРА:
РАСЧЕТ. ОБЛАСТЬ:
СКОРОСТЬ ПОТОКА: 3.ОООО
ИНДУКЦИЯ М.П.: О.ОООО
ВРЕМЯ: 4.8000
ток ионов: 22.7108
ТОК ЭЛЕКТРОНОВ: О
ток: -21.8435
ЧИСЛО ТОЧЕК :
Рис. 1.11. Графическая страница: Эволюция интегральных токов ионов и электронов по времени.
R= 3.57 А= О.06 Ur= -7.55. 0.05 Ua= -3
1= 1 J
-Предыдущий график -Следующий график -Режим ввода номера
Рис. 1.12. Графическая страница: Функция распределения ионов.