Чисельне дослідження кінетики заряджання частинки на основі кінетичного рівняння Батнагара−Гросса−Крука

Автор(и)

  • І.Л. Семенов Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
  • А.Г. Загородній Інститут теоретичної фізики ім. М.М. Боголюбова НАН України
  • І.В. Кривцун Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України

DOI:

https://doi.org/10.15407/ujpe56.2.138

Ключові слова:

-

Анотація

Проведено дослідження заряджання сферичної частинки в частково іонізованій неізотермічній плазмі на основі чисельного розв'язку модельного кінетичного рівняння Батнагара–Гросса–Крука. Визначено стаціонарні значення заряда частинки, електронного та іонного струмів для різних режимів зіткнень. Показано, що в континуальному режимі ефективний потенціал має кулонівський вигляд на великих відстанях від частинки. Запропоновано нову модель БГК типу для бінарної суміші газів. Показано, що дана модель задовольняє основні властивості інтегралів зіткнень Больцмана, включаючи коректні рівняння переносу. Розроблено неявну схему високого порядку точності для розв'язку кінетичного рівняння. Показано, що метод є кінетично консервативним при довільних значеннях числа Кнудсена.

Посилання

V.E. Fortov et al., Phys. Rep. 421, 1 (2005).

https://doi.org/10.1016/j.physrep.2005.08.007

T. Bystrenko and A. Zagorodny, Phys. Lett. A 299, 383 (2002).

https://doi.org/10.1016/S0375-9601(02)00661-8

O. Bystrenko and A. Zagorodny, Phys. Rev. E 67, 066403 (2003).

https://doi.org/10.1103/PhysRevE.67.066403

D. Else, R. Kompaneets, and S.V. Vladimirov, Phys. Plasmas 16, 062106 (2009).

https://doi.org/10.1063/1.3152329

A.V. Zobnin, Proc. of 2-nd International conference on the Physics of Dusty and Burning Plasmas (Odessa National University, Odessa, 2007), p. 182.

R. Beam and R. Warming, AIAA Journal 4, 393 (1978).

https://doi.org/10.2514/3.60901

G.S. Jiang and C.W. Shu, J. Comput. Phys. 126, 202, (1996).

https://doi.org/10.1006/jcph.1996.0130

L. Mieussens, Math. Models and Meth. Appl. Sci. 10, 1121 (2000).

https://doi.org/10.1142/S0218202500000562

V.A. Titarev, Computers and Fluids 9, 1446 (2007).

https://doi.org/10.1016/j.compfluid.2007.01.009

Downloads

Опубліковано

2022-02-16

Як цитувати

Семенов I., Загородній A., & Кривцун I. (2022). Чисельне дослідження кінетики заряджання частинки на основі кінетичного рівняння Батнагара−Гросса−Крука. Український фізичний журнал, 56(2), 138. https://doi.org/10.15407/ujpe56.2.138

Номер

Розділ

Плазма і гази