Grain charging in weakly ionized plasma in the presence of external magnetic field

Abstract

The problem of grain screening is solved numerically for the case of weakly ionized plasma in the presence of constant external magnetic field. The plasma dynamics is described within the drift-diffusion approach. The spatial distribution of the screened grain potential is studied and compared with the analytical estimates. It is shown that such potential has the Coulomb-like asymptotics with the effective charge dependent on the angle between the radius vector and magnetic field direction. Also, the potential can have nonmonotonic behavior in the direction parallel to magnetic field.

Задача экранирования пылинки решается численно для случая слабоионизированной плазмы в присутствии постоянного внешнего магнитного поля. Динамика плазмы описывается в рамках дрейфово- диффузионного подхода. Изучено пространственное распределение экранированного потенциала пылинки и проведено сравнение с аналитическими оценками. Показано, что такой потенциал имеет кулоновскую асимптотику с эффективным зарядом, который зависит от угла между радиус-вектором и направлением магнитного поля.

Задача екранування порошинки розв’язується чисельно для випадку слабоіонізованої плазми за наявністю постійного зовнішнього магнітного поля. Динаміка плазми описується в рамках дрейфово- дифузійного підходу. Вивчено просторовий розподіл екранованого потенціалу порошинки і виконано порівняння з аналітичними оцінками. Показано, що такий потенціал має кулонівську асимптотику з ефективним зарядом, що залежить від кута між радіус-вектором та напрямком магнітного поля.