Численное исследование структурных параметров цепочек пылевых частиц разной длины

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Представлены результаты численного исследования конфигурации цепочек пылевых частиц, левитирующих в газоразрядной плазме. Исследования проводились с помощью итеративной модели, которая самосогласованно описывает движение ионов и пылевых частиц под действием внешнего электрического поля, электрического поля (кулоновского) каждой заряженной пылевой частицы, поля объемного заряда плазмы (ионов и электронов), которое экранирует заряды пылевых частиц, а также силы тяжести для пылевых частиц. Расчет структурных параметров цепочек пылевых частиц проводился для разного числа частиц в них. Обнаружено, что при добавлении в цепочку новых частиц центр цепочки поднимается над нижним электродом. Это связано как с уменьшением зарядов нижних пылевых частиц вследствие фокусировки положительно заряженных ионов за верхней частицей, так и с существенным уменьшением силы действия ионного увлечения на нижние частицы цепочки в результате структурной перестройки всей цепочки. Показано, что приведенный заряд цепочек уменьшается, а приведенная длина цепочек имеет максимум в зависимости от числа частиц.

Об авторах

М. В. Сальников

Институт теплофизики СО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: salnikovitsbras@gmail.com
Россия, Новосибирск

А. В. Федосеев

Объединенный институт высоких температур РАН

Email: salnikovitsbras@gmail.com
Россия, Москва

М. М. Васильев

Объединенный институт высоких температур РАН

Email: salnikovitsbras@gmail.com
Россия, Москва

О. Ф. Петров

Объединенный институт высоких температур РАН

Email: salnikovitsbras@gmail.com
Россия, Москва

Список литературы

  1. Shukla P.K. // Phys. Plasmas. 2001. V. 8. P. 1791.
  2. Merlino R.L., Goree J.A. // Phys. Today. 2004. V. 57. P. 32.
  3. Fortov V.E., Ivlev A. V., Khrapak S.A., Khrapak A.G., Morfill G.E. // Phys. Rep. 2005. V. 421. P. 1.
  4. Ishihara O. // J. Phys. D. 2007. V. 40. P. 121.
  5. Ludwig P., Thomsen H., Balzer K., Filinov A., Bonitz M. // Plasma Phys. Controlled Fusion, 2010. V. 52. P. 124013.
  6. Selwyn G.S. // Plasma Sources Sci. Technology. 1994. V. 3. P. 340.
  7. Melzer A., Trottenberg T., Piel A. // Phys. Lett. A. 1994. V. 191. P. 301.
  8. Chu J.H., Lin I. // Phys. Rev. Lett., 1994. V. 72. P. 4009.
  9. Жаховский В.В., Молотков В.И., Нефедов А.П., Торчинский В.М., Храпак А.Г., Фортов В.Е. // Письма ЖЭТФ. 1997. Т. 66. С. 392.
  10. Petrov O.F., Statsenko K.B., Vasiliev M.M. // Sci. Rep. 2022. V. 12. P. 8618.
  11. Boltnev R.E., VasilievM.M., Petrov O.F. // Sci. Rep. 2019. V. 9. P. 3261.
  12. Petrov O.F., Boltnev R.E., VasilievM.M. // Sci. Rep. 2022. V. 12. P. 6085.
  13. Karasev V. Yu., DzlievaE. S., Eikhval’d A.I. // Geometrical and Applied Optics. 2006. V. 101. P. 493.
  14. Carmona-Reyes J., Schmoke J., CookM., Kong J., Hyde T.W. // 16th IEEE Internat. Pulsed Power Confer., Albuquerque, NM, USA, 2007. P. 1581.
  15. Hartmann P., Matthews L., Kostadinova E., Hyde T., RosenbergM. // APS Annual Gaseous Electronics Meeting Abstracts, MW1.009
  16. Takahashi K., Oishi T., Shimomai K.-I., Hayashi Y., Nishino S. // Phys. Rev. E. 1998. V. 58 P. 7805.
  17. Hyde T.W., Kong J., Matthews L.S. // Phys. Rev. E. V. 2013. V. 87. P. 053106.
  18. Polyakov D.N., Vasilyak L.M., Shumova V.V. // Surface Engineering and Applied Electrochemistry. 2015. V. 51. P. 143.
  19. Yaroshenko, V., Pustylnik, M. // Molecules. V. 26, 308, 2021.
  20. Ivlev A.V., Thoma M.H., Rath C., Joyce G., Morfill G.E. // Phys. Rev. Lett. 2011. V. 106. P. 155001.
  21. FedoseevA.V., Litvinenko V.V., VasilievaE.V., Vasiliev M.M., Petrov O.F. // Sci. Rep. 2024. V. 14 . P. 13252.
  22. Yousef R., Chen M., Matthews L.S., Hyde T.W. // arXiv Preprint. 2016. 1607.03177.
  23. Miloch W.J., BlockD. // Phys. Plasmas. 2012. V. 19. P. 123703.
  24. Block D., Miloch J.W. // Plasma Phys. Controlled Fusion. 2015. V. 57. P. 014019.
  25. Hutchinson I.H. // Phys. Plasmas. 2011. V. 18. P. 032111.
  26. Matthews L.S., Sanford D.L., Kostadinova E.G., Ashrafi K.S., Guay E., Hyde T.W. // Phys. Plasmas. 2020. V. 27. P. 023703.
  27. Vermillion K., Sanford D., Matthews L., Hartmann P., Rosenberg M., Kostadinova E., Carmona-Reyes J., Hyde T., Lipaev A.M., Usachev A.D., Zobnin A.V., Petrov O.F., Thoma M.H., PustylnikM.Y., ThomasH.M., Ovchinin A. // Phys. Plasmas. 2022. V. 29. P. 023701.
  28. Fedoseev A.V., Salnikov M.V., Vasiliev M.M., Petrov O.F. // Phys. Rev. E. 2022. V. 106. P. 0252042022.
  29. Fedoseev A.V., Salnikov M.V., Vasiliev M.M., Petrov O.F. // Phys. Plasmas. 2024. V. 31. P. 063703.
  30. Sukhinin G.I., Fedoseev A.V., Salnikov M.V., Rostom A., Vasiliev M.M., Petrov O.F. // Phys. Rev. E. 2017. V. 95. P. 063207.
  31. Fortov V.E., Khrapak A.G., Khrapak S.A., Molotkov V.I., Petrov O.F. // Physics-Uspekhi. 2004. V. 47. P. 447.
  32. Lipaev A.M., Molotkov V.I., Nefedov A.P., Petrov O.F., Torchinskii V.M., Fortov V.E., Khrapak A.G., Khrapak S.A. // J. Exp. Theor. Phys. 1997. V. 85. P. 1110.
  33. Павлов С.И., Дзлиева Е.С., Дьячков Л.Г., Новиков Л.А., Балабас М.В., Карасев В.Ю. // Физика плазмы. 2023. Т. 49. С. 995.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024