Two-dimensional simulation of dust clouds in a plasma

Abstract

In this article has been carried numerical simulations of the interaction of the partically ionized argon plasma and a dust cloud, which is situated near the wall in a cylindrical vessel. The plasma and dust dynamics studied in the frame of two-dimensional hydrodynamics model, the charge of dust particles is determined acording to the orbit-limited probe model, the potential of the self-consistent electric field is described by Poisson equation. As a result simulations the spatial distributions of dust cloud parameters are obtained at different times.

Проведено числовий розрахунок взаємодії частково іонізованої аргонової плазми з пиловим згустком, що утворюється біля стінки в циліндричній камері. Для описання динаміки плазми і пилових частинок використовувалась двовимірна гідродинамічна модель, заряд пилових частинок визначався за допомогою моделі обмежених орбіт, а потенціал самоузгодженого електричного поля описувався рівнянням Пуассона. При аналізі динаміки пилових частинок враховувались електричні сили, а також сили, обумовлені іонною в’язкістю та тертям з нейтральними частинками. В результаті проведеного моделювання одержані просторові розподіли параметрів пилового згустку в різні моменти часу.

Проведен численный расчет взаимодействия частично ионизированной аргоновой плазмы с пылевым сгустком, который образуется возле стенки в цилиндрической камере. Для описания динамики плазмы и пылевых частиц использовалась двухмерная гидродинамическая модель, заряд пылевых частиц определялся при помощи модели ограниченных орбит, а потенциал самосогласованного электрического поля описывался уравнением Пуассона. При анализе динамики пылевых частиц учитывались электрические силы, а также силы, обусловленные ионной вязкостью и трением с нейтральными частицами. В результате проведенного моделирования получены пространственные распределения параметров пылевого сгустка в различные моменты времени.