Взаимодействие пылевых частиц в замагниченной плазме

Abstract

При помощи компьютерного моделирования изучено влияние магнитного поля на зарядку пылевых частиц и силу, действующую на них в плазменном потоке. Был использован трехмерный метод молекулярной динамики как наиболее точный для описания движения плазменных частиц и их взаимодействия с пылевой частицей. Рассмотрены сферические проводящие пылевые частицы, локализованные в невозмущенной низкотемпературной плазме низкого давления при разных значениях скорости плазменного потока и величины магнитного поля, направленного вдоль потока плазмы. Получены пространственные распределения частиц плазмы. Расчеты показали уменьшение заряда пылевых частиц по абсолютной величине и силы, действующей на них в плазменном потоке, при уменьшении скорости потока плазмы и при увеличении магнитного поля вследствие замагниченности электронов в плазме.

За допомогою комп’ютерного моделювания досліджено вплив магнітного поля на зарядку пилових частинок та силу, яка діє на них у плазмовому потоці. Було використано тривимірний метод молекулярної динаміки як найбільш точний для описання руху плазмових частинок та їх взаємодії з пиловою частинкою. Розглянуто сферичні провідні пилові частинки, локалізовані у незбуреній низькотемпературній плазмі низького тиску при різних значеннях швидкості плазмового потоку та величини магн ітного поля, направленого вздовж потоку плазми. Отримано просторове розподілення частинок плазми. Обчислення показали зменшення заряду пилових частинок за абсолютною величиною та сили, що діє на них у плазмовому потоцi, при зменшеннi швидкостi потоку плазми та при збільшенні магнітного поля внаслідок замагніченості електронів у плазмі.

The effect of magnetic field on dust particles charging and the force acting on them in plasma flow is investigated by computer simulation. The three-dimensional as particle- particle-particle-mesh (P3M) method is applied as the most precision for description of plasma particles motion and interaction with dust particle. The spherical conductive dust particles located in non-disturbed low temperature low pressure plasma at various values of the plasma flow velocity and magnetic field directed along plasma flow are conducted. The spatial distributions of plasma particles are obtained. The calculations display particle charge decrease in absolute value and decrease of the force on dust particle in plasma flow with plasma flow velocity decreasing and with magnetic field value increasing as a result of electrons magnetization in plasma.