A new hybrid scheme for simulations of highly collisional RF-driven plasmas
A new hybrid scheme for simulations of highly collisional RF-driven plasmas
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用于模拟高度碰撞射频驱动等离子体的新混合方案
DOI：
10.1088/0963-0252/25/1/015009
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发表时间：
2016
影响因子：
3.8
通讯作者：
T. Mussenbrock
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
D. Eremin;T. Hemke;T. Mussenbrock
这项工作描述了一种新的一维混合建模方法具有复杂的化学大气压放电。在这种方法中，电子完全动力学描述使用粒子在细胞/蒙特-卡罗（PIC/MCC）计划，而重的物种内的流体描述建模。流行的漂移扩散近似的有效性进行了验证对一个“全”流体模型占离子惯性和离子以及电子的完全动力学PIC/MCC代码。流体模型需要知道的动量交换频率和依赖的离子迁移率的电场时，离子与后者处于平衡状态。为此构造了一个辅助的蒙特-卡罗格式。结果表明，漂移扩散近似在大气压下以γ模式工作的射频驱动放电模拟中或在低压下的所有放电模拟中高估了离子输运。这可能导致夸大的等离子体密度和漂移扩散模型提供的不正确的轮廓。因此，具有全离子流体模型的混合代码版本应优于更流行的漂移扩散模型，注意到前一个模型的建议的数值方案意味着只有一个小的额外的计算成本。
This work describes a new 1D hybrid approach for modeling atmospheric pressure discharges featuring complex chemistry. In this approach electrons are described fully kinetically using particle-in-cell/Monte-Carlo (PIC/MCC) scheme, whereas the heavy species are modeled within a fluid description. Validity of the popular drift-diffusion approximation is verified against a'full'fluid model accounting for the ion inertia and a fully kinetic PIC/MCC code for ions as well as electrons. The fluid models require knowledge of the momentum exchange frequency and dependence of the ion mobilities on the electric field when the ions are in equilibrium with the latter. To this end an auxiliary Monte-Carlo scheme is constructed. It is demonstrated that the drift-diffusion approximation can overestimate ion transport in simulations of RF-driven discharges with heavy ion species operated in the γ mode at the atmospheric pressure or in all discharge simulations for lower pressures. This can lead to exaggerated plasma densities and incorrect profiles provided by the drift-diffusion models. Therefore, the hybrid code version featuring the full ion fluid model should be favored against the more popular drift-diffusion model, noting that the suggested numerical scheme for the former model implies only a small additional computational cost.
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影响因子：
3.8
作者：
Kawamura, E.;Lieberman, M. A.;Lazzaroni, C.
通讯作者：
Lazzaroni, C.
影响因子：
2.2
作者：
M. Turner;A. Derzsi;Z. Donkó;D. Eremin;S. Kelly;T. Lafleur;T. Mussenbrock
通讯作者：
M. Turner;A. Derzsi;Z. Donkó;D. Eremin;S. Kelly;T. Lafleur;T. Mussenbrock
影响因子：
3.8
作者：
Eremin, Denis;Hemke, Torben;Mussenbrock, Thomas
通讯作者：
Mussenbrock, Thomas
DOI：
10.1088/0963-0252/13/2/018
发表时间：
2003-08
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
I. Schweigert;V. Schweigert
通讯作者：
I. Schweigert;V. Schweigert
影响因子：
3.8
作者：
Hemke, T.;Eremin, D.;Schulze, J.
通讯作者：
Schulze, J.