Численное исследование структурных параметров цепочек пылевых частиц разной длины

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

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