塵埃等離子體是由電子、離子、中性分子和大量帶電塵埃顆粒組成的復雜等離子體系統(tǒng),其廣泛存在于空間環(huán)境、實驗室以及半導體加工工業(yè)中。帶電塵埃顆粒將新的電勢結(jié)構(gòu)和緩慢的時間尺度引入到等離子體系統(tǒng)中,影響了等離子體整體的輸運特性,導致塵埃等離子體中出現(xiàn)了許多普通等離子體沒有的復雜結(jié)構(gòu)以及動力學過程。塵埃等離子體中很多特有的物理現(xiàn)象都與其輸運動力學過程有關(guān),研究塵埃等離子體的輸運動力學特性是解釋這些物理現(xiàn)象成因的關(guān)鍵所在,也是理解塵埃等離子體物理特性的首要前提和基礎(chǔ)。盡管科學界圍繞塵埃等離子體的輸運特性開展了大量的理論與實驗研究,但人們對塵埃等離子體一些輸運動力學過程的認識還相當有限,缺乏更深入系統(tǒng)的研究,尤其涉及到變質(zhì)量塵埃顆粒的輸運問題研究得更少�；诖�,本文以普通等離子體流體模型為基礎(chǔ),以實驗室氣體放電和極區(qū)中層頂這兩種典型的塵埃等離子體環(huán)境為背景,開展了相關(guān)理論研究,建立了塵埃等離子體輸運動力學模型,重點研究了這兩種塵埃等離子體環(huán)境中各帶電粒子的輸運動力學特性及其影響因素。主要研究內(nèi)容如下:首先以普通等離子體流體模型為基礎(chǔ),建立了一般情況下的塵埃等離子體輸運動力學模型�？紤]電子、離子與塵...

【文章頁數(shù)】：119 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
    1.2 塵埃等離子體物理的發(fā)展歷程及研究現(xiàn)狀
    1.3 塵埃等離子體輸運動力學特性研究概述
        1.3.1 實驗室塵埃等離子體輸運動力學特性研究概況
        1.3.2 極區(qū)中層頂塵埃等離子體輸運動力學特性研究概況
    1.4 本論文的主要研究內(nèi)容
第2章 塵埃等離子體輸運動力學理論模型
    2.1 引言
    2.2 塵埃等離子體中帶電粒子的輸運動力學方程
    2.3 帶電塵埃顆粒對等離子體輸運系數(shù)的影響
        2.3.1 電子離子與中性分子碰撞的動量轉(zhuǎn)移頻率
        2.3.2 電子離子與帶電塵埃顆粒碰撞的動量轉(zhuǎn)移頻率
        2.3.3 帶電塵埃顆粒對等離子體輸運系數(shù)影響的計算結(jié)果
    2.4 帶電塵埃顆粒對等離子體雙極性擴散過程的影響
    2.5 考慮塵埃顆粒運動的多極擴散模型
    2.6 本章小結(jié)
第3章 帶電塵埃顆粒對直流輝光放電等離子體輸運的影響
    3.1 引言
    3.2 直流輝光放電塵埃等離子體流體模型
        3.2.1 模型方程
        3.2.2 放電模型的邊界條件
        3.2.3 帶電塵埃顆粒對等離子體輸運影響程度的評估因子
    3.3 直流輝光放電塵埃等離子體流體模型的仿真結(jié)果
        3.3.1 帶電塵埃顆粒對電子離子密度空間分布的影響
        3.3.2 帶電塵埃顆粒對電子離子流量密度分布的影響
        3.3.3 帶電塵埃顆粒對電場空間分布的影響
        3.3.4 帶電塵埃顆粒對電子溫度的影響
    3.4 本章小結(jié)
第4章 帶電塵埃顆粒在直流輝光放電等離子體中的輸運過程
    4.1 引言
    4.2 帶電塵埃顆粒的受力分析
    4.3 直流輝光放電等離子體中帶電塵埃顆粒的輸運動力學模型
    4.4 直流輝光放電中帶電塵埃顆粒輸運動力學模型的仿真結(jié)果
        4.4.1 放電電流對帶電塵埃顆粒輸運過程的影響
        4.4.2 塵埃顆粒尺寸對帶電塵埃顆粒輸運過程的影響
    4.5 本章小結(jié)
第5章 極區(qū)中層頂塵埃等離子體輸運動力學特性
    5.1 引言
    5.2 極區(qū)中層頂塵埃等離子體的輸運動力學模型
        5.2.1 冰晶顆粒的生長和運動模型
        5.2.2 極區(qū)中層頂塵埃等離子體的輸運動力學過程
    5.3 極區(qū)中層頂塵埃等離子體輸運的穩(wěn)態(tài)結(jié)果
        5.3.1 冰晶顆粒的速度和運動軌跡
        5.3.2 冰晶顆粒和電子離子數(shù)密度的空間分布
    5.4 極區(qū)中層頂塵埃等離子體密度結(jié)構(gòu)的影響因素
        5.4.1 中性風速度的影響
        5.4.2 水汽分子數(shù)密度的影響
        5.4.3 研究區(qū)域高度的影響
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀博士學位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
個人簡歷



本文編號：3762307