Обновления модуля Плазма

Для пользователей модуля Плазма пакета COMSOL Multiphysics® версии 5.4 предлагаются функции для глобального моделирования немаксвелловских разрядов, обновленный интерфейс Boltzmann Equation, Two-Term Approximation (Уравнение Больцмана, двучленная аппроксимация), а также описание процессов импульсного электрического возбуждения для емкостно-связанной плазмы. Читайте об этих и других обновлениях модуля Плазма ниже.

Глобальное моделирование немаксвелловских разрядов

Теперь можно вычислить функцию распределения энергии электронов (EEDF), используя двучленное приближение уравнения Больцмана для глобальных моделей плазмы. Когда для модели Diffusion model (Модель диффузии) выбран параметр Global (Глобальный), для функции распределения EEDF появляются дополнительные варианты:

  • Уравнение Больцмана, двучленная аппроксимация (линейная) Уравнение Больцмана, двучленная аппроксимация (квадратичная)

Линейные и квадратичные варианты в приведенном выше описании относятся к порядку форм-функции, которая используется для вычисления EEDF. Когда выбран любой из этих параметров, появляются дополнительные параметры, необходимые для дискретизации энергетического пространства. Функцию EEDF нужно инициализировать с использованием отдельного нового исследования под названием EEDF Initialization (Инициализация EEDF). Решение из этого исследования затем входит в обычное исследование Time-Dependent (Нестационарное) как начальное условие. Узнать больше о данной функции можно из новой модели Global Model Coupled with the Two-Term Boltzmann Equation (boltzmann_global_model_argon) (Глобальная модель, связанная с уравнением Больцмана для двучленной аппроксимации).

Переработанный интерфейс Boltzmann Equation, Two-Term Approximation (Уравнение Больцмана, двучленная аппроксимация)

Интерфейс Boltzmann Equation, Two-Term Approximation (Уравнение Больцмана, двучленная аппроксимация) был переработан и теперь доступен только для нульмерных компонентов. Интерфейс теперь более устойчив при решении, так как можно вычислить максимальную энергию на основе решения, а не использовать фиксированное значение. Это означает, что параметрическое исследование в широком диапазоне средних энергий будет давать более точные результаты во всем диапазоне средних энергий. Добавлен новый раздел Results (Результаты), чтобы упростить настройку графиков по умолчанию, создаваемых в процессе решения.

Эта функция используется в следующих моделях:

Импульсное электрическое возбуждение емкостно-связанной плазмы

Теперь можно моделировать емкостно-связанную плазму, которая управляется импульсным возбуждением, а не чисто синусоидальным. Эта функциональность доступна в интерфейсе Plasma, Time Periodic (Плазма, периодическое во времени). Можно указать количество периодов включения и выключения, а также число периодов для нарастания до полной мощности и для падения до нуля. Кроме того, чтобы сделать дискретизацию импульсного сигнала оптимально эффективной, рекомендуется строить сетку, установив флажок Create a mesh suggestion for the extra dimension (Создать рекомендуемую сетку для дополнительного измерения). Работу этой функции можно увидеть в новой модели Pulsed Capacitively Coupled Plasma model (Импульсная емкостно-связанная плазма)

Новые функции Species Group (Группа веществ)

Функцию Species Group (Группа веществ), доступную в интерфейсе Plasma, Time Periodic (Плазма, периодическое во времени исследование), можно использовать для обеспечения сохранения массы вещества в химических смесях с участием нескольких элементов. Это необходимо для правильного моделирования газовых смесей, таких как Ar/N2 или N22. Это также увеличивает стабильность решения, так как эта функция обеспечивает точное сохранение массы на каждой нелинейной итерации, осуществляемой решателем.

В функции Species Constraint Group (Группа веществ с ограничениями) можно задавать список веществ, чтобы зафиксировать массовую долю на начальном значении в процессе решения. Это полезно для сложных химических смесей, поскольку больше не нужно включать и выключать вещества и реакции во время разработки модели. Затем вещества можно быстро включить во второе исследование, что означает, что реакции с участием высокореактивных веществ будут рассчитываться, исходя из физически правильного, сходящегося исходного решения, а не с нуля.

Новые учебные модели

В версии COMSOL Multiphysics® 5.4 доступны две новые учебные модели.