Структурные изменения плазменно-пылевых кристаллов в полях различной конфигурации

• Автор: Абдрашитов, Андрей Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.07, 01.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 114 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ

1. ИЗУЧЕНИЕ ФОРМИРОВАНИЯ ПЛАЗМЕННОПЫЛЕВЫХ СТРУКТУР В ПОЛЯХ РАЗЛИЧНОЙ КОНФИ1 У РАЦИИ

1.1. Основные экспериментальные и теоретические подходы к изучению плазмы с конденсированной дисперсной фазой

1.2. Основные уравнения метода молекулярной динамики

1.3. Пылевые частицы в плазме с конденсированной дисперсной фазой

1.3.1. Плазма с конденсированной дисперсной фазой в радиочастотном разряде

1.3.2. Расчет заряда пылевых частиц

1.3.3. Потенциальное взаимодействие между пылевыми частицами

1.3.4. Силы, действующие на пылевые частицы в плазме,

и управление конфигурацией удерживающих полей 3

2. СТРУКТУРА ПЛАЗМЕННОПЫЛЕВЫХ КРИСТАЛЛОВ
В УДЕРЖИВАЮЩИХ ПОЛЯХ РАЗЛИЧНОЙ КОНФИГУРАЦИИ
2.1. Однокомпонентные плазменнопылевые кристаллы в анизотропном поле
2.2. Двухкомпонентные плазменнопылевые кристаллы в
сферически симметричном удерживающем поле.
2.3. Моделирование двухкомпонентных плазменнопылевых кристаллов в лабораторных условиях.
2.4. Многокомпонентные плазменнопылевые кристаллы в анизотропном поле
3. ПОВЕДЕНИЕ ПЛАЗМЕННОПЫЛЕВЫХ КРИСТАЛЛОВ
ПРИ ИМПУЛЬСНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ
3.1. Кулоновский шар при механическом нагружении
3.2. Кулоновский шар при скачкообразном изменении внешнего удерживающего поля.
3.3. Отклик плазменнопылевых кристаллов при электрических импульсных воздействиях
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Впервые показано, что можно управлять структурой бикомпонентных плазменно-пылевых кристаллов в основном состоянии, меняя соответствующим образом конфигурацию удерживающей ловушки или подбирая пылевые частицы с определенными параметрами (размером и массовой плотностью). Показано, что структура и форма одно- и бикомпонентных плазменнопылевых кристаллов существенно зависят от степени анизотропия удерживающего поля. Установлено, что увеличение числа пылевых частиц в плоском плазменно-пылевом кристалле приводит не только к увеличению числа оболочек, но и трансформации моделируемого кристалла из двумерного в трехмерное состояние. Установлено, что при скачкообразном изменении удерживающего поля в плазменно-пылевом кристалле генерируются колебания, частота которых определяется конечной величиной удерживающего поля. Обнаружено, что характер колебаний плазменно-пылевого кристалла в случае всестороннего и анизотропного нагружений существенно различается. На основе молекулярно-динамического подхода рассчитаны и построены амплитудно-частотные характеристики плазменно-пылевого кристалла при электроимпульсном нагружении. Полученные амплитудно-частотные характеристики позволяют эффективно определить динамику изменения заряда пылевых частиц в процессе нагружения и последующих осцилляциях. Научная и практическая ценность. В рамках проведенных исследований показана возможность и способы целенаправленного изменения внутренней структуры, а значит, и свойств, плазменно-пылевого кластера. Меняя свойства пылевых частиц (плотность, размеры), можно добиваться различного характера их сегрегации в кристаллическом состоянии исследуемой многокомпонентной системы. Показано, что, варьируя конфигурацию удерживающего поля, можно существенно изменять структуру плазменно-пылевого кластера, переводя его из трехмерного в двумерное или одномерное состояние. При этом изменяется число и заселенность его оболочек. Полученные результаты улучшают понимание многообразия структур плазменно-пылевых систем. Исследование поведения плазменно-пылевого кластера при скачкообразном изменении величины удерживающего поля представляет научно-практический интерес, поскольку позволяет определить амплитудно-частотные характеристики, а также характер отклика и изменения структуры системы. Результаты моделирования поведения плазменно-пылевого кластера при электроимпульсном воздействии могут быть использованы для оценки заряда пылевых частиц и характера его изменения в процессе нагружения и последующей релаксации. Полученные результаты углубляют наши знания о физической природе плазменно-пылевых систем и способах целенаправленного изменения их свойств. Закономерности изменения структуры одно- и бикомпонентиых плазменно-пылевых кристаллов при изменении конфигурации удерживающего поля. Способы управления структурой кристаллического состояния плазменно-пылевых кластеров. Особенности поведения плазменно-пылевого кристалла при скачкообразном всестороннем и анизотропном изменении удерживающего поля. Результаты моделирования поведения плазменно-пылевого кристалла при электроимпульсном воздействии. Апробация работы. Международной конференции по физической мезомеханике (г. Томск, ). Международной конференции «Advanced problems in Mechanics» -АРМ (г. Санкт Петербург, ). Международной конференции по физической мезомеханике (г. Томск, ). Международной конференции «Interaction of Intense Energy Fluxes with Matter» (Эльбрус, ). Международной конференции «Advanced problems in Mechanics» -АРМ (г. Санкт Петербург, ). Международной конференции «Equations of State for Matter» (Эльбрус, ). Международной конференции «European Physical society conference on Plasma Physics» (г. Дублин, ). Международной конференции «Advanced problems in Mechanics» -АРМ (г. Санкт Петербург, ). Международном симпозиуме по высокоточной электронике (г. Томск, ). Международной конференции «Interaction of Intense Energy Fluxes with Matter» (Эльбрус, ). Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в работах, в том числе в 5 статьях в ведущих рецензируемых научных журналах, определенных ВАК. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех разделов, заключения и списка литературы, из 7 наименований. Общий объем - 4 страниц, включая рисунка и 3 таблицы.