【摘要】：塵埃等離子體是一項(xiàng)新興的研究課題,近年來有了十分迅速的發(fā)展。利用其獨(dú)特性質(zhì),復(fù)雜等離子體作為一個(gè)模型系統(tǒng)可以在“原子”層面上研究傳統(tǒng)物質(zhì)的各種物理性質(zhì),以及各種動(dòng)力學(xué)尺度上的運(yùn)動(dòng)過程,將離散的單個(gè)顆粒運(yùn)動(dòng)與連續(xù)的介質(zhì)運(yùn)動(dòng)鏈接起來,對(duì)基礎(chǔ)研究有著不可估量的意義。本文以模式耦合理論(MCT)為基礎(chǔ),應(yīng)用分子動(dòng)力學(xué)模擬方法分別構(gòu)建簡單湯川(yukawa)模型和復(fù)雜尾流(wake)模型:(i)實(shí)現(xiàn)對(duì)塵埃等離子體在液態(tài)、超冷液態(tài)、玻璃態(tài)和固態(tài)等不同形態(tài)下的靜態(tài)結(jié)構(gòu)、慢動(dòng)力學(xué)過程和相變進(jìn)行研究;(ii)對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行仿真,將模擬與實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較并對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象作出理論解釋,也為后續(xù)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)提供幫助。在第五章中,本文采用簡單湯川模型研究二元塵埃等離子體系統(tǒng)中兩種顆粒比例對(duì)相變點(diǎn)的影響。隨著系統(tǒng)中大顆粒(即帶電量大)所占比例升高,由傳統(tǒng)耦合常數(shù)Γ=_((9Δ)~(12)定義的系統(tǒng)相變點(diǎn)將降低,即兩者成反比關(guān)系。因此,我們提出定義系統(tǒng)耦合強(qiáng)度時(shí)大小顆粒數(shù)量比例需要被考慮。另外,在模擬過程中我們發(fā)現(xiàn)簡單湯川模型無法得到模式耦合理論預(yù)言的玻璃態(tài)系統(tǒng)。在第六章中,本文考慮塵埃等離子體系統(tǒng)中離子高度各向異性分布導(dǎo)致的尾流效應(yīng)并將其近似為點(diǎn)電荷,建立復(fù)雜尾流模型。在模擬過程中,我們發(fā)現(xiàn)雖然可以通過調(diào)整參數(shù)得到模式耦合理論預(yù)測的各種相態(tài),但系統(tǒng)的尺寸和初始條件對(duì)模擬造成較大影響。我們的解決方法是對(duì)每組模擬變換不同初始條件以得到系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)特征。在第七章中,本文基于復(fù)雜尾流模型研究不同相態(tài)(晶體和玻璃)中沖擊波的傳播。我們發(fā)現(xiàn),沖擊波對(duì)于晶體系統(tǒng)的顆粒結(jié)構(gòu)幾乎沒有影響,但將明顯改變玻璃態(tài)系統(tǒng)的顆粒結(jié)構(gòu),即在沖擊波傳播前后顆粒結(jié)構(gòu)完全不同。最后,我們總結(jié)了我們的研究工作并提出了在二元塵埃等離子體系統(tǒng)模擬領(lǐng)域仍帶解決的問題以及可行的解決方法和思路。
【圖文】：

射頻和直流放電中塵埃顆粒有序結(jié)構(gòu)的典型圖像[6]。（a）在射頻放電的鞘層區(qū)域六方晶結(jié)構(gòu)的橫截面（顯示為包含直徑為 6.9 微米的 392 個(gè)顆粒的 6.1x4.2 平方毫）。（b）分層直流放電中有序結(jié)構(gòu)的垂直截面。在結(jié)構(gòu)的下部區(qū)域，存在著塵埃顆垂直振蕩，在中部區(qū)域出現(xiàn)高度有序，而在上部區(qū)域的周邊顆粒形成對(duì)流運(yùn)動(dòng)。（體放電（中性氣壓p~02Torr，波頻ω~60 1，，波數(shù)k~60 1，傳播速度 ~1

圖 2 軟物質(zhì)狀態(tài)的層次結(jié)構(gòu)[14]和“分子”的混合，則復(fù)雜的等離子體表示分子組分超分子組分可以以固體，液體和氣體或等離子體形式在。因此，在過去十幾年中，已經(jīng)投入了大量的研究
【學(xué)位授予單位】：東華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：O53

【相似文獻(xiàn)】

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1 林逸飛;基于塵埃等離子體的非互易系統(tǒng)的慢動(dòng)力學(xué)研究[D];東華大學(xué);2018年

本文編號(hào)：2700201