本文關(guān)鍵詞：等離子體與光電子混合鞘層實(shí)驗(yàn)?zāi)M

  更多相關(guān)文章： 等離子體 光電子 朗繆爾探針 粒子模擬

【摘要】：航天器和探月設(shè)備儀器長(zhǎng)期暴露在月球表面鞘層環(huán)境中,而在太陽(yáng)風(fēng)以及紫外線照射的影響下,月表的電場(chǎng)環(huán)境將變得極為復(fù)雜,帶電塵埃懸浮在月表環(huán)境中,很容易造成宇航設(shè)備的表面污染、通訊故障等問題,因此研究月表環(huán)境對(duì)于現(xiàn)代宇航科技而言至關(guān)重要。通常對(duì)月表鞘層的研究以理論建模、數(shù)值分析、衛(wèi)星觀測(cè)的方式開展,但是理論與數(shù)值模擬通常會(huì)對(duì)模型進(jìn)行簡(jiǎn)化,無(wú)法考慮所有的因素;衛(wèi)星觀測(cè)又費(fèi)時(shí)費(fèi)力,成本昂貴,觀測(cè)的區(qū)域也受限制。因此本文以地面模擬實(shí)驗(yàn)的方式來(lái)研究光電鞘層物理特性。但是地面的實(shí)驗(yàn)環(huán)境存在一定限制,無(wú)法反應(yīng)出真實(shí)的月表鞘層結(jié)構(gòu),我們只能近似的模擬月表鞘層環(huán)境,使實(shí)驗(yàn)中的等離子體環(huán)境盡量稀薄,同時(shí)不影響鞘層結(jié)構(gòu)的完整性,進(jìn)而達(dá)到我們模擬月表環(huán)境的目的,并根據(jù)實(shí)驗(yàn)診斷得到的參數(shù),通過能夠有效模擬月表鞘層結(jié)構(gòu)的matlab理論程序與PIC模擬程序進(jìn)行計(jì)算,完成對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)光電子鞘層的模擬,本文根據(jù)等離子體環(huán)境的需要,即等離子體環(huán)境要盡可能稀薄并且不會(huì)影響鞘層結(jié)構(gòu)的完整性,來(lái)對(duì)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行改造,完成對(duì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭建,模擬等離子體環(huán)境,并通過朗繆爾單探針進(jìn)行參數(shù)診斷,確定等離子體相關(guān)參數(shù)范圍。之后,對(duì)經(jīng)典鞘層進(jìn)行模擬,通過朗繆爾發(fā)射探針測(cè)量鞘層中電勢(shì)的分布,并通過matlab理論計(jì)算與PIC模擬程序進(jìn)行對(duì)經(jīng)典鞘層進(jìn)行檢驗(yàn)分析。在經(jīng)典鞘層的基礎(chǔ)之上,實(shí)驗(yàn)中引入光電材料與紫外UV光源,模擬光電子的生成。通過朗繆爾發(fā)射探針,對(duì)光電子鞘層內(nèi)的電勢(shì)進(jìn)行診斷。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在經(jīng)典鞘層,即沒有光電子的情況中,模擬數(shù)據(jù)能夠很好的與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相吻合;但是在模擬光電子鞘層實(shí)驗(yàn)參數(shù)中,發(fā)現(xiàn)模擬數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有較大的偏差,我們基于能夠有效模擬月表鞘層結(jié)構(gòu)的matlab理論程序與PIC模擬程序進(jìn)行了分析,并指出可能是由于月表與實(shí)驗(yàn)環(huán)境中等離子體數(shù)密度相差過高,實(shí)驗(yàn)中不同粒子的碰撞效應(yīng),導(dǎo)致了實(shí)驗(yàn)鞘層結(jié)構(gòu)與模擬仿真的鞘層結(jié)構(gòu)的差異。
【關(guān)鍵詞】：等離子體 光電子 朗繆爾探針 粒子模擬
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V416.5
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-16
• 1.1 課題背景及研究意義9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3 低溫等離子體12-13
• 1.4 低溫等離子體診斷13-14
• 1.5 本文的主要研究方法及內(nèi)容14-16
• 第2章 探針檢測(cè)原理16-24
• 2.1 引言16
• 2.2 朗繆爾探針16-19
• 2.2.1 德拜長(zhǎng)度18
• 2.2.2 等離子體鞘層18-19
• 2.3 探針診斷原理19-23
• 2.3.1 單探針診斷原理19-21
• 2.3.2 發(fā)射探針診斷原理21-22
• 2.3.3 探針特性曲線影響因素22-23
• 2.4 本章小結(jié)23-24
• 第3章 等離子體模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)搭建24-33
• 3.1 引言24-25
• 3.2 真空艙設(shè)備25-27
• 3.3 氬氣調(diào)控系統(tǒng)27-28
• 3.4 等離子體放電系統(tǒng)28-29
• 3.5 真空抽氣系統(tǒng)29-30
• 3.6 探針電源系統(tǒng)30-32
• 3.7 本章小結(jié)32-33
• 第4章 經(jīng)典鞘層模擬實(shí)驗(yàn)33-43
• 4.1 引言33
• 4.2 朗繆爾單探針制作及其電路系統(tǒng)33-35
• 4.3 等離子體環(huán)境的模擬35-38
• 4.4 朗繆爾發(fā)射探針制作及其電路系統(tǒng)38-39
• 4.5 經(jīng)典鞘層模擬39-42
• 4.6 本章小結(jié)42-43
• 第5章 光電鞘層模擬與分析43-54
• 5.1 引言43
• 5.2 光電材料43-45
• 5.3 光電子鞘層模擬45-51
• 5.4 碰撞因素分析51-53
• 5.5 本章小結(jié)53-54
• 結(jié)論54-55
• 參考文獻(xiàn)55-61
• 致謝61

【二級(jí)參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 姚若河,池凌飛,林璇英,石旺舟,林揆訓(xùn);射頻輝光放電等離子體的電探針診斷及數(shù)據(jù)處理[J];物理學(xué)報(bào);2000年05期

2 黃松,寧兆元,辛煜,甘肇強(qiáng);CF_4氣體ICP等離子體中的雙溫電子特性[J];物理學(xué)報(bào);2004年10期

，

本文編號(hào)：1032678