Моделирование восстановления кинетических параметров ионосферной плазмы по вольтамперной характеристике цилиндрического зонда

Abstract

Целью работы является разработка процедуры идентификации параметров бесстолкновительной плазмы по вольтамперной характеристике (ВАХ) поперечно обтекаемого цилиндрического зонда при произвольном отношении площадей собирающих ток поверхностей зонда и опорного электрода. С использованием известных теоретических и экспериментальных зависимостей ионного и электронного токов на цилиндр построена математическая модель ВАХ (собирания тока) для зондовой системы с цилиндрическими электродами. Модель включает расчет равновесного потенциала опорного электрода при изменении напряжения смещения зонда.

Метою роботи є розробка процедури ідентифікації параметрів беззіштовхувальної плазми за вольтамперною характеристикою (ВАХ) циліндричного зонда, що обтікається поперечно, при довільному відношенні площі поверхні зонда до площі поверхні опорного електрода, які збирають струм. З використанням відомих теоретичних і експериментальних залежностей іонного та електронного струмів на циліндр побудовано математичну модель ВАХ (збирання струму) для зондової системи з циліндричними електродами. Модель включає розрахунок рівноважного потенціалу опорного електрода при зміні напруги зсуву зонда.

The aim of this work is the development of a procedure for the characterization of a collisionless plasma using the current–voltage characteristic of a cylindrical probe perpendicular to the plasma flow at an arbitrary ratio of the probe and reference electrode current-collecting areas. Using familiar theoretical and experimental ion and electron current vs. probe potential relationships, a mathematical model of current collection was constructed for a probe system with cylindrical electrodes. The model includes the calculation of the reference electrode equilibrium potential as a function of the probe bias voltage.