两种典型环境中尘埃等离子体输运动力学特性

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhangchaoyi222
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
尘埃等离子体是由电子、离子、中性分子和大量带电尘埃颗粒组成的复杂等离子体系统,其广泛存在于空间环境、实验室以及半导体加工工业中。带电尘埃颗粒将新的电势结构和缓慢的时间尺度引入到等离子体系统中,影响了等离子体整体的输运特性,导致尘埃等离子体中出现了许多普通等离子体没有的复杂结构以及动力学过程。尘埃等离子体中很多特有的物理现象都与其输运动力学过程有关,研究尘埃等离子体的输运动力学特性是解释这些物理现象成因的关键所在,也是理解尘埃等离子体物理特性的首要前提和基础。尽管科学界围绕尘埃等离子体的输运特性开展了大量的理论与实验研究,但人们对尘埃等离子体一些输运动力学过程的认识还相当有限,缺乏更深入系统的研究,尤其涉及到变质量尘埃颗粒的输运问题研究得更少。基于此,本文以普通等离子体流体模型为基础,以实验室气体放电和极区中层顶这两种典型的尘埃等离子体环境为背景,开展了相关理论研究,建立了尘埃等离子体输运动力学模型,重点研究了这两种尘埃等离子体环境中各带电粒子的输运动力学特性及其影响因素。主要研究内容如下:首先以普通等离子体流体模型为基础,建立了一般情况下的尘埃等离子体输运动力学模型。考虑电子、离子与尘埃颗粒的碰撞过程,研究了实验室气体放电和极区中层顶这两种典型尘埃等离子体环境中带电尘埃颗粒对电子离子输运系数的影响。在离子运动时间尺度研究了带电尘埃颗粒对等离子体双极性扩散方程及扩散速度的影响,并在尘埃颗粒运动时间尺度建立了带电尘埃颗粒参与的多极扩散模型,讨论了尘埃颗粒所受的重力对粒子扩散的作用。然后在尘埃等离子体输运动力学模型基础上,引入电子能量守恒方程以描述电子温度的演化过程,建立了适用于气体放电的尘埃等离子体流体模型。利用COMSOL多物理场软件中的等离子体模块对该模型进行了数值求解,研究了带电尘埃颗粒对直流辉光放电等离子体输运的影响。重点分析了带电尘埃颗粒对等离子体密度分布、电子离子流量密度分布、电场分布以及电子温度的影响。在前述气体放电等离子体流体模型的基础上引入了尘埃颗粒的输运方程,重点研究了带电尘埃颗粒在直流辉光放电等离子体中的输运动力学过程,实现了尘埃颗粒与等离子体输运动力学过程的自洽求解。通过改变放电电流和尘埃颗粒半径研究了不同条件下尘埃颗粒和等离子体参量在放电管中的分布状态。最后研究了极区夏季中层顶尘埃等离子体环境中冰晶颗粒和等离子体粒子的输运动力学特性。从变质量物体的运动方程出发建立了冰晶颗粒输运动力学模型,研究了冰晶颗粒的输运过程及其密度的空间分布。在尘埃等离子体双极性扩散模型的基础上,引入离散充电模型来描述冰晶颗粒的动态充电过程,研究了电子和离子在所得冰晶颗粒密度结构影响下的输运过程与密度分布。讨论了中性风速度、水汽分子数密度以及研究区域高度等外在环境因素对冰晶颗粒和电子离子密度分布的影响。研究结果为理解极区中层夏季回波现象的形成机制奠定了理论基础。
其他文献
《关于全面加强新时代大中小学劳动教育的意见》建议强化劳动教育的综合实施,拓宽劳动教育途径,整合家庭、学校、社会各方面力量。家庭劳动教育要日常化,学校劳动教育要规范化,社会劳动教育要多样化,形成协同育人格局。其中就明确提到家长是孩子的第一任老师,劳动教育范围不仅仅在学校,家庭也是实施劳动教育的重要场所。
期刊
问题提出与研究方法问题的提出为全面贯彻党的教育方针,加快构建德智体美劳全面培养的教育体系。也为全面了解我校学生的家庭劳动现状,更好地展开"劳动"主题的家校共育工作,我校对全体学生家庭劳动习惯养成情况进行了问卷调查。研究方法本次调查采用了问卷调查法(问卷星),调查对象为新镇小学全体学生家长,在校学生总数为1917人,共回收有效问卷结果是1812份,回收率为94.52%。
期刊
中小学教师在地化培训是受“在地化教育”的理论滋养和启发,为了解决目前中小学教师培训“重心过高”“脱域化”的问题而提出的。中小学教师在地化培训的核心内涵强调,培训要基于中小学教师所在的实践场域,在横向上强调与教师所在社区和学校的联系,在纵向上需要外部培训力量的持续、深入支持。其主要价值是有利于践行精准培训的理念、促进培训机构的重心下移、提升中小学教师对培训的获得感。其实现路径包括培训场域在地化、培训
俗话说,"三岁看大,七岁看老"。在小孩三岁的时候,我曾跟他讲过《小猫钓鱼》的故事,初衷就是希望他能从中明白,做事情不能像故事里的小猫一样,一会儿去捉蝴蝶,一会儿去抓蜻蜓。到孩子七岁的时候,我又和他重温了这个故事。当时正值疫情期间,由于我们夫妻都外出下沉值守,这时孩子被推上"临时家主"的位置。可孩子"当家"了一段时间后,我发现他对于约定的安排有点顾此失彼、缺乏专注。于是,在核对任务清单之后,我
期刊
在党中央的正确领导下,全民抗疫成效显著,复工复学有序推进。然而,疫情期间凸显的幼儿家庭教育的现实问题仍有待解决。家庭劳动能够提高幼儿的核心素养,拉近亲子关系,是一种促进幼儿身心健康的活动方式。不管是在特殊时期还是日常生活中,家庭劳动都具有不可替代的教育价值。重塑家长关于幼儿家庭劳动教育的认知刻不容缓。多角度明晰幼儿家庭劳动教育的提升路径,是满足幼儿劳动意愿、提高幼儿劳动能力、培养幼儿劳动习惯和意识
海口塔巨型斜撑采用相贯节点的形式和巨柱连接,斜撑(支管)规格2 800×80,目前加工厂的相贯线切割设备不能满足自动切割的要求,需要采用人工放样的方法加工。本文详细阐述了利用Excel强大的计算功能实现精确计算各相贯线参数的方法,为人工放样提供依据。
11月20日,为期四天的"黑龙江好粮油中国行"——走进成都专项营销活动完美收官,让成都市民认识了"黑龙江好粮油"的绿色和健康。黑龙江省粮食局副局长王乃巨讲话中提到,黑龙江与四川两省粮食产销互补性强,深化粮食产销合作,不仅有利于为龙江粮食拓展稳定销路、为四川保障粮食市场稳定提供可靠粮源保障,更有利于两省粮食行业充分利用国家实施长江经济带和"一带一路"建设的良好机遇,精诚合作、协同发展壮大粮食产
期刊
在全国教育大会上,劳动教育正式纳入了育人体系。而在劳动教育中,家庭劳动教育在育人机制中的又有着不可替代的地位。新时代家庭劳动教育具有丰富的价值蕴涵,体现在对人的全面发展的奠基作用、对学校劳动教育成果的深化作用、对家国情怀的培育作用、对精神幸福的升华作用。新时代家庭劳动教育的价值取向,要积极倡导树立正确的劳动价值观、培育积极的劳动态度、锻造熟练的劳动技能、涵养高尚的劳动品德、养成良好的劳动习惯。新时
在以学生为中心、真实性学习、个性化学习为关键词的全球教育创新图谱中,在地化教育是一个兼具各项优势的"优等生":充分发挥学生主动性,利用此时此地的环境,以及充分考虑到学生不同的文化背景、兴趣特征和学习风格。本期我们聚焦在地化教育的美国实践,既有非营利机构提顿科学学校将技术融入教育的模式,大瀑布城学区博物馆、动物园、图书馆和学校跨界合作的模式,也有克莱林小学以深度体验和科学探究为主要实施路径的模
期刊
家庭劳动教育指的是家长在家中让孩子树立劳动观念、养成劳动习惯、从事家务劳动的一种教育活动,本文将探讨青少年家庭劳动教育的有效策略,希望帮助家长加强对青少年的劳动素质教育。习近平总书记在2018年9月10日的全国教育大会上强调,要在学生中弘扬劳动精神,教育引导学生崇尚劳动、尊重劳动,懂得劳动最光荣、劳动最崇高、劳动最伟大、劳动最美丽的道理,长大后能够辛勤劳动、诚实劳动、创造性劳动。这使得劳动教
期刊