發(fā)布時間：2020-06-06 20:11

【摘要】：塵埃等離子體是一項新興的研究課題,近年來有了十分迅速的發(fā)展。利用其獨特性質,復雜等離子體作為一個模型系統(tǒng)可以在“原子”層面上研究傳統(tǒng)物質的各種物理性質,以及各種動力學尺度上的運動過程,將離散的單個顆粒運動與連續(xù)的介質運動鏈接起來,對基礎研究有著不可估量的意義。本文以模式耦合理論(MCT)為基礎,應用分子動力學模擬方法分別構建簡單湯川(yukawa)模型和復雜尾流(wake)模型:(i)實現對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)結構、慢動力學過程和相變進行研究;(ii)對實驗進行仿真,將模擬與實驗進行比較并對實驗現象作出理論解釋,也為后續(xù)實驗改進提供幫助。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)中兩種顆粒比例對相變點的影響。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Γ=_((9Δ)~(12)定義的系統(tǒng)相變點將降低,即兩者成反比關系。因此,我們提出定義系統(tǒng)耦合強度時大小顆粒數量比例需要被考慮。另外,在模擬過程中我們發(fā)現簡單湯川模型無法得到模式耦合理論預言的玻璃態(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致的尾流效應并將其近似為點電荷,建立復雜尾流模型。在模擬過程中,我們發(fā)現雖然可以通過調整參數得到模式耦合理論預測的各種相態(tài),但系統(tǒng)的尺寸和初始條件對模擬造成較大影響。我們的解決方法是對每組模擬變換不同初始條件以得到系統(tǒng)的統(tǒng)計特征。在第七章中,本文基于復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,沖擊波對于晶體系統(tǒng)的顆粒結構幾乎沒有影響,但將明顯改變玻璃態(tài)系統(tǒng)的顆粒結構,即在沖擊波傳播前后顆粒結構完全不同。最后,我們總結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構的典型圖像[6]。（a）在射頻放電的鞘層區(qū)域六方晶結構的橫截面（顯示為包含直徑為 6.9 微米的 392 個顆粒的 6.1x4.2 平方毫）。（b）分層直流放電中有序結構的垂直截面。在結構的下部區(qū)域，存在著塵埃顆垂直振蕩，在中部區(qū)域出現高度有序，而在上部區(qū)域的周邊顆粒形成對流運動。（體放電（中性氣壓p~02Torr，波頻ω~60 1，，波數k~60 1，傳播速度 ~1

圖 2 軟物質狀態(tài)的層次結構[14]和“分子”的混合，則復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，已經投入了大量的研究
【學位授予單位】：東華大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：O53

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

本文編號：2700201