外加电场作用下的壁面约束衰亡等离子体中带电粒子非平衡输运特性

摘要：

以光致电离等离子体中的带电粒子输运为主要研究背景,从理论上分析了位于两平行极板间的等离子体在外加直流电场作用下的带电粒子非平衡输运特性,给出了不同等离子体初始参数分布条件下电子对外加直流电场的瞬态响应特性,包括瞬态响应过程中的电子损失量和振荡频率的理论表达式,以及对离子引出通量和引出时间产生电子温度效应的临界电子数密度的表达式.粒子模拟结果与理论分析结果吻合良好.在此基础上进行了外加直流电场叠加射频电场作用下的离子引出过程一维粒子模拟.计算结果表明:在有射频电场存在的情况下,离子引出过程存在明显的共振现象,且在共振频率处离子引出通量显著提高;在本文所研究的特定工况下,发生射频共振时的离子引出时间缩短到了单纯采用外加直流电场时的5.8％.进一步的分析表明,外加射频电场一方面加热了电子,提高了离子稀疏波的传播速度;另一方面则加剧了电子振荡,增大了电子损失,抬高了等离子体电势,从而最终提高了离子引出通量、缩短了离子引出时间.

关键词：衰亡等离子体、带电粒子非平衡输运、电子振荡、理论分析、粒子模拟

所属期刊栏目：71

分类号：O427.4;O53;TK16

资助基金：国家自然科学基金;资助的课题

在线出版日期：2022-12-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：53-64