Дослідження аномального тліючого розряду в коаксіальній системі електродів в азимутальному магнітному полі

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.advisorМайкут, Сергій Олексійович
dc.contributor.authorТоябіна, Христина Сергіївна
dc.date.accessioned2024-01-24T14:52:58Z
dc.date.available2024-01-24T14:52:58Z
dc.date.issued2024
dc.description.abstractАктуальність 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.uk
dc.description.abstractotherActuality of theme The relevance of this work is driven by the importance of investigating the characteristics of anomalous glow discharge in a coaxial electrode system in the presence of azimuthal magnetic fields. The research reveals new aspects of plasma behavior under conditions defined by the specified geometry and the presence of a magnetic field. A fundamental understanding of this phenomenon can contribute to the expansion of knowledge in the field of gas discharges, particularly in the context of glow discharges. The obtained results may find practical applications in high-tech industries, particularly in optimizing plasma technologies for processing the internal surfaces of narrow tubes. Modeling glow discharge in a coaxial electrode system with the presence of an azimuthal magnetic field has not been fully explored to date. Physico-topological three-dimensional models, similar to the one developed in this work, have not been presented before. Advancements in this direction will contribute to the development of new scientific concepts and deepen scientific research in the field of gas discharges and plasma. Relationship of work with scientific programs, plans, themes «Technology of combined laser and pulsed plasma application of wear-resistant coatings for strengthening firearm barrels» – project No. 0121U111822, registration date: 06/27/2021 The object of research normal and abnormal glow discharge in a coaxial system of electrodes in the presence of an azimuthal magnetic field. The research subject the nature of the appearance of a glow discharge in a coaxial cylindrical system of electrodes, the process of transition from a normal to abnormal glow discharge, the distribution of the potential, the density of electrons and ions in the interelectrode space, the effect of the azimuthal magnetic field on the characteristics of the discharge. Purpose of work The objective of this work is to comprehensively study the behavior and characteristics of the glow discharge in a coaxial electrode system in the presence of an azimuthal magnetic field. Specific research goals include establishing the conditions for the occurrence of the glow discharge and the transition from normal to abnormal burning mode, investigating the influence of the magnetic field on the behavior of the glow discharge under the specified conditions, developing a mathematical model to explain the physical processes occurring in the system, and experimentally confirming and verifying the obtained results. The primary aim is to expand knowledge about glow discharges in narrow tubes, particularly addressing the lack of data in the literature regarding abnormal glow discharges in the presence of an azimuthal magnetic field. Research methods Methods of mathematical physics, mathematical modeling, and numerical calculations will be employed to investigate the glow discharge in a threedimensional model of the coaxial electrode system. Research tasks 1. Conduct an analysis of the historical aspects of gas discharge research. Study the processes occurring in the plasma of a gas discharge, particularly in a glow discharge. Examine the classification of gas discharges, conditions for their occurrence, and their applications in science and technology. 2. Define the key concepts related to a glow discharge and formulate the fundamental theoretical aspects of this phenomenon. Analyze theoretical models and concepts explaining the properties of abnormal glow discharge. Consider the characteristics of a glow discharge in a coaxial electrode system. Investigate the influence of an azimuthal magnetic field on the glow discharge, taking into account the discussed theoretical models. 3. Explore the applications of a glow discharge in a coaxial coordinate system, especially in thin tubes. Conduct a literature review of scientific research in the field of glow discharge. Perform an experiment to investigate the characteristics of a glow discharge in a coaxial electrode system. Justify the choice of software for effective modeling of a glow discharge. 4. Describe the approaches and methods used for modeling a glow discharge, including the description of mathematical and computer models. Analyze the obtained results of modeling. Present and analyze the experimental results. Verify the model data. Scientific novelty of the results The scientific novelty of this research lies in the investigation of abnormal glow discharge in a coaxial electrode system in the presence of an azimuthal magnetic field, which is still a poorly studied phenomenon. The results of the study reveal peculiarities of the influence of the azimuthal magnetic field on discharge processes, discharge behavior, and plasma properties. Additionally, the research includes an experimental approach for the verification and validation of model data. The practical significance of the results Understanding the regularities of abnormal glow discharge behavior in a coaxial electrode system in an azimuthal magnetic field will enable the development of more efficient methods and technologies for plasma material processing. Potential practical applications include the enhancement of plasma material processing processes, such as coating deposition, surface modification, and other processes that utilize plasma to improve material properties. Understanding the impact of the azimuthal magnetic field on the discharge will optimize these technologies by increasing the precision of controlling plasma discharge parameters. Considering the significance of plasma technologies in numerous industrial sectors, the obtained results may serve as a foundation for further research and the development of new methods aimed at improving existing and creating new plasma technologies with expanded functionality and increased productivity.uk
dc.format.extent208 с.uk
dc.identifier.citationТоябіна, 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.uk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/64031
dc.language.isoukuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорського
dc.publisher.placeКиївuk
dc.subjectплазма аргонуuk
dc.subjectCOMSOL Multiphysicsuk
dc.subjectрозряд низького тискуuk
dc.subjectкомп’ютерне моделюванняuk
dc.subjectфізико-топологічне моделюванняuk
dc.subjectтривимірні моделіuk
dc.subjectциліндрична система електродівuk
dc.subjectargon plasmauk
dc.subjectlow-pressure dischargeuk
dc.subjectcylindrical electrode systemuk
dc.subjectthreedimensional modelsuk
dc.subjectphysical-topological modelinguk
dc.subjectcomputer simulationuk
dc.subject.udc533.9.07, 621.384.5uk
dc.titleДослідження аномального тліючого розряду в коаксіальній системі електродів в азимутальному магнітному поліuk
dc.typeMaster Thesisuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Toiabina_magisrt.pdf
Розмір:
7.58 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
9.01 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Магістерські роботи (ЗФФТТ)
Магістерські роботи