Форма поиска

 

110-7519

Номер заявки: 
110-7519
Подразделение: 
Физический
Тема: 
Выполнение расчетов для подготовки кандидатской диссертации аспиранта Каланова Д.В. на тему «Кинетика электронов и возбужденных атомов в плазме разряда в инертных газах».
Тип: 
2
Цель: 
Одной из фундаментальных проблем физики газоразрядной плазмы является выяснение принципиальных различий в механизмах переноса за счет столкновительных процессов д� �я частиц и за счет излучательных процессов для фотонов. Первые описываются дифференциальными уравнениями типа диффузии и конвекции, вторые – интегральными уравнениями переноса излучения в спектральных линиях. Особенно наглядно эти различия проявляются на примере метастабильных и резонансных атомов. Так, например, диффузия частиц приводит к заметному расплыванию метастабильных атомов относительно зоны возбуждения, а переизлучение фотонов формирует плотность резонансных атомов, с одной стороны прижатую к источнику возбуждения и с � �ругой стороны к появлен! ию этих атомов на далекой периферии плазменного объема за счет пролета фотонов в крыльях спектральных линий на большие расстояния. При распаде метастабильных атомов начальное пространственное распределение трансформируется к фундаментальной моде за характерное диффузионное время распада. Для резонансных атомов подобная перестройка происходит на гораздо больших временных масштабах в единицах эффективных времен жизни. Причины подобного радикального различия в поведении метастабильных и резонансных атомов будут выяснены путем сра внения решений уравнения диффузии и уравнения переноса излучения, полученных однотипным методом, например, разложением по собственным диффузионным и радиационным модам, а также проанализировав функции Грина соответствующих операторов. Конкретной задачей, решаемой в рамках проекта, является разработка методов решения интегрального уравнения переноса излучения применительно к реальным плазменным объектам на таком же уровне точности, что и описание столкновительных процессов и их использование при полномасштабном моделировании раз личных плазменных объек! тов, �! � том числе источников оптического излучения. Решение подобной задачи предполагает корректное совместное решение уравнений баланса с учетом процессов переноса для всех компонентов плазмы, включая резонансные и излучающие состояния. Эффективным методом решения подобных задач является замена дифференциальных и интегральных операторов системами линейных алгебраических уравнений. При этом диффузионные операторы сводятся к трехдиагональным матрицам, а радиационные операторы к полным матрицам. Положительные диагональные элементы рад иационной матрицы соответствуют распаду резонансных атомов с эффективным временем жизни по Холстейну, отрицательные недиагональные элементы описывают появление резонансных атомов в объеме плазмы за счет многочисленных актов поглощения и переизлучения. Процессы столкновительного девозбуждения резонансных атомов аддитивно складываются с диагональными элементами. Предлагаемый метод обладает большой универсальностью, поскольку элементы матриц определяются только формой контура спектральной линии и геометрией плазменного объект� �. Метод применим как для! нера! вновесной плазмы газовых разрядов, так и для плазмы в состоянии локального термодинамического равновесия.
Руководитель: 
Голубовский Юрий Борисович
E-mail руководителя: 
Дата начала работ: 
2017-03-10
Дата окончания работ: 
2018-08-31
Количество ВМ: 
0
ОС ВМ: 
Вычислительные системы: 
ПО: 
Статус: 
ВЫПОЛНЯЕТСЯ