Дослідження аномального тліючого розряду в коаксіальній системі електродів в азимутальному магнітному полі
Вантажиться...
Дата
2024
Автори
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
КПІ ім. Ігоря Сікорського
Анотація
Актуальність теми Актуальність даної роботи обумовлена важливістю вивчення
характеристик аномального тліючого розряду в коаксіальній системі електродів в
азимутальному магнітному полі. Дослідження розкриває нові аспекти поведінки
плазми в умовах, що визначаються зазначеною геометрією та наявністю магнітного
поля. Фундаментальне розуміння цього явища може мати значення для розширення
знань у галузі газових розрядів, зокрема, тліючих. Отримані результати можуть
знайти практичне застосування в високотехнологічних галузях, зокрема, в оптимізації
плазмових технологій для обробки внутрішніх поверхонь вузьких трубок.
Моделювання тліючого розряду у коаксіальній системі електродів і при наявності
азимутального магнітного поля досі не досліджено у повному обсязі. Фізикотопологічних тривимірних моделей, аналогічних до розробленої в рамках даної
роботи, не було представлено раніше. Розширення знань у цьому напрямку сприятиме
розвитку нових наукових концепцій та поглибленню наукових досліджень в області
газових розрядів і плазми.
Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами
«Технологія комбінованого лазерного та імпульсно-плазмового нанесення
зносостійких покриттів для зміцнення стволів вогнепальної зброї» – д/р №
0121U111822, дата реєстрації: 27-06-2021.
Об’єкт дослідження нормальний і аномальний тліючий розряд в коаксіальній
системі електродів за наявності азимутального магнітного поля.
.
Предмет дослідження природа виникнення тліючого розряду в коаксіальній
циліндричній системі електродів, процес переходу від нормального до аномального
тліючого розряду, розподіл потенціалу, густини електронів і іонів в міжелектродному
просторі, вплив азимутального магнітного поля на характеристики розряда.
Мета роботи Мета даної роботи полягає у всебічному вивченні поведінки і
характеристик тліючого розряду в коаксіальній системі електродів за наявності
азимутального магнітного поля. Конкретні цілі дослідження включають встановлення
умов виникнення тліючого розряду та переходу від нормального до аномального
режиму горіння, вивчення впливу магнітного поля на поведінку тліючого розряду в
зазначених умовах, розробку математичної моделі для пояснення фізичних процесів,
що відбуваються в системі, і експериментальне підтвердження та верифікацію
отриманих результатів. Основною метою є розширення знань про тліючи розряди в
тонких трубках, зокрема, в контексті нестачі даних у літературі щодо аномальних
тліючих розрядів в умовах наявності азимутального магнітного поля.
Методи дослідження методи математичної фізики, математичне моделювання і
чисельний розрахунок для дослідження тліючого розряду у тримірній моделі
коаксіальної системи електродів.Задачі дослідження
1. Провести аналіз історичних аспектів дослідження газових розрядів. Вивчити
процеси, що відбуваються в плазмі газового розряду, зокрема у тліючому розряді.
Розглянути класифікацію газових розрядів, умови їх виникнення і сфери застосування
в науці і техніці.
2. Визначити основні поняття, пов'язані із тліючим розрядом, та сформулювати
ключові теоретичні аспекти цього явища. Проаналізувати теоретичні моделі і
концепції, які роз'яснюють властивості аномального тліючого розряду. Розглянути
особливості тліючого розряда в коаксіальній системі електродів. Дослідити вплив
азимутального магнітного поля на тліючий розряд, враховуючи розглянуті теоретичні
моделі.
3. Дослідити сфери застосування тліючого розряду в коаксіальній системі координат
і, зокрема, в тонких трубках. Зробити літературний огляд наукових досліджень у
галузі тліючого розряду. Провести експеримент по дослідженню характеристик
тліючого розряду у коаксіальній системі електродів. Обґрунтувати вибір програмного
забезпечення для ефективного моделювання тліючого розряду.
4. Описати використані підходи та методи для моделювання тліючого розряду,
включаючи опис математичної і комп’ютерної моделей. Проаналізувати отримані
результати моделювання. Представити та проаналізувати результати експерименту.
Провести верифікацію модельних даних.
Наукова новизна одержаних результатів Наукова новизна даного дослідження
полягає у вивченні аномального тліючого розряду в коаксіальній системі електродів в
азимутальному магнітному полі, що досі є мало вивченим явищем. Результати роботи
розкривають особливості впливу азимутального магнітного поля на розрядні процеси,
поведінку розряду та властивості плазми. Також дослідження включає
експериментальний підхід для перевірки та верифікації модельних даних.
Практичне значення одержаних результатів Розуміння закономірностей
поведінки аномального тліючого розряду в коаксіальній системі електродів в
азимутальному магнітному полі дозволить розробити більш ефективні методи та
технології плазмової обробки матеріалів. Можливі практичні застосування
включають в себе покращення процесів плазмового оброблення матеріалів, таких як
нанесення покриттів, модифікація поверхні та інші процеси, які використовують
плазму для поліпшення властивостей матеріалів. Розуміння впливу азимутального
магнітного поля на розряд дозволить оптимізувати ці технології, збільшивши точність
керування параметрами плазми розряду. Також, враховуючи важливість плазмових
технологій у великій кількості промислових галузей, отримані результати можуть
стати основою для подальших досліджень та розробок нових методів, спрямованих на
вдосконалення сучасних та створення нових плазмових технологій з розширеним
функціоналом та підвищеною продуктивністю.
Опис
Ключові слова
плазма аргону, COMSOL Multiphysics, розряд низького тиску, комп’ютерне моделювання, фізико-топологічне моделювання, тривимірні моделі, циліндрична система електродів, argon plasma, low-pressure discharge, cylindrical electrode system, threedimensional models, physical-topological modeling, computer simulation
Бібліографічний опис
Тоябіна, Х. С. Дослідження аномального тліючого розряду в коаксіальній системі електродів в азимутальному магнітному полі : магістерська дис. : 104 Фізика і астрономія / Тоябіна Христина Сергіївна. - Київ, 2024. - 208 с.