Устойчивость низкотемпературного плазменного разряда и некоторые эффекты его взаимодействия с электродами

• Автор: Хоперскова, Людмила Владимировна
• Шифр специальности: 01.04.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 129 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 ПРОБЛЕМЫ РАВНОВЕСИЯ И УСТОЙЧИВОСТИ 13 ОСЕСИММЕТРИЧНОЙ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПЛАЗМЫ
1.1 Динамические модели низкотемпературной плазмы
1.2 Методы определения критериев устойчивости г-пинча 21 в магнитогидродинамическом приближении
1.2.1 Энергетический подход для получения критерия 21 устойчивости идеального плазменного разряда (критерии Б.Б.Кадомцева)
1.2.2 Динамика линейных волн в плазме и критерии ее 24 устойчивости
1.3 О влиянии излучения на равновесие и устойчивость ж
пинча
1.4 Взаимодействие низкотемпературного плазменного
разряда с электродами
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ
ГЛАВА 2 ДИНАМИКА ЛИНЕЙНЫХ ВОЗМУЩЕНИЙ В
ПЛАЗМЕННОМ РАЗРЯДЕ
2.1 Модель для описания динамики возмущений в плаз- 39 менном шнуре (г-пинче)
2.1.1 Исходная система уравнений
2.1.2 Условие равновесия
2.1.3 Линеаризованные уравнения динамики плазмы
2.2 Дисперсионное уравнение и его анализ
2.2.1 ВКБ-приближение
2.2.2 Предельный переход к однородной модели
2.2.3 Предельные неустойчивые решения для неодно- 48 родного г-пинча
2.3 Неустойчивости идеального г-пинча
2.3.1 Два механизма неустойчивости осесимметричных 52 возмущений
2.3.2 Низкочастотная неустойчивость перетяжек (т=0) 56 и змеек(/и=1)
2.3.3 Возникновение слабой связи между ветвями коле- 60 баний. Слабая связь между альфвеновскими волнами и быстрыми магнитозвуковыми '
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ
ГЛАВА 3 ВЛИЯНИЕ ДИССИПАТИВНЫХ ФАКТОРОВ НА 66 ДИСПЕРСИОННЫЕ СВОЙСТВА ВОЛН
3.1 Дисперсионное уравнение
3.1.1 Основные уравнения с учетом излучения
3.1.2 Динамика линейных волн
3.2 Свойства оптически тонкой плазмы
3.2.1 Характерные частоты низкотемпературной плаз- 69 мы при учете излучения
3.2.2 Физический механизм излучательной неустойчиво- 74 сти
3.3 Влияние излучения на осесимметричные возмущения
3.3.1 Дисперсионные кривые в модели без радиационно- 76 го охлаждения и при наличии излучения
3.3.2 Возникновение “слабой связи” с участием энтро- 79 пийной ветви колебаний
3.4 Влияние излучения на неосесимметричные возмущения
3.4.1 Устойчивость змеек (т = 1)
3.4.2 Высшие гармоники (т>2)
3.4.3 Высшие гармоники для энтропийной моды
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ
ГЛАВА 4 УСТОЙЧИВОСТЬ ПОТОКОВ ТЕПЛА НА ГРАНИ- 93 ЦЕ ПЛАЗМА-КАТОД
4.1. Перенос тепла из катода в плазму
4.2 Локальная модель взаимодействия плазмы с катодом
4.3 Модель переноса тепла для неоднородного электрода, 101 окруженного плазмой
4.4 Результаты расчетов
4.5 Динамика низкочастотных тепловых возмущений на 112 границе плазма-катод
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

в(а) = 1 - а211 - 0.85вт--
Автоэлектронная эмиссия является основной в быстрых катодных пятнах сильноточных дуг на холодных электродах. Эмиссия может быть вызвана бомбардировкой поверхности потоками ионов, обратных электронов, фотонов.
4) Моделирование тепловых процессов производится внутри катода, на его поверхности и в прикатодной области плазмы, которая обычно делится на две зоны: пространственного заряда и ионизации [121]. Первая имеет протяженность порядка длины свободного пробега электрона. В ее пределах нарушается условие квазинейтральности и на нее приходится основная часть прикатодного скачка потенциала. Электроны, эмитированные катодом, ускоряются полем пространственного заряда и приобретают энергию, достаточную для ионизации плазмообразующего газа при столкновениях. Образовавшиеся ионы попадают на катод, отдают ему энергию, нагревая его и обеспечивая тем самым эмиссию электронов.
Метод интегральных балансовых соотношений для анализа катодных явлений основан на анализе балансовых соотношений для потоков энергии и заряженных частиц. Уравнения балансов дополняются решениями уравнения теплопроводности внутри катода и уравнения Пуассона в области пространственного заряда. Недостаток данного метода заключается в том, что он не дает возможности проследить за локальной картиной физических процессов в катодной области и дает квазистационарную картину [82].
При другом подходе, развитом авторами в [121], при построении модели катодных процессов в качестве определяющих величин выступают ток дуги, давление и свойства плазмообразующего газа, форма, свойства материала и условия охлаждения катода. В результате расчетов определяются по-