بررسي خصوصيات انبساط جت هاي پلاسمايي رقيق در خلاء با استفاده از تقريب هاي دور و خط مركزي

كارشناسي ارشد

اين پايان نامه يك مرور تحليلي در زمينه انبساط جت هاي پلاسمايي به داخل خلاء است. در اين پايان نامه، پيشرفت اخير در زمينه مدل سازي جريان جت پلاسماي رقيق يا ضعيف باردار شده كه از يك نازل گرد به داخل خلا گسترش مي يابد، با جزئيات بررسي شده است. اين جت بدون برخورد فرض شده است و طول دباي در خروجي بزرگ است. اين مدل شامل سرعت توده پلوم، چگالي عددي و دماي داده شده در خروجي است. در اين مدل يك نقطه داخل ميدان جريان براي محاسبه خصوصيات پلوم اتخاذ شده است. چگالي عددي توده، مولفه هاي سرعت در جهت جريان و در جهت عرضي و همچنين دماهاي انتقالي كه با يك روش جنبشي گازي محاسبه شده بودند مرور شده اند. با فرض متقارن بودن پلوم، اين مسئله به يك مسئله دو بعدي در يك صفحه كاهش يافته و در فاصله بسيار دورتر از نازل، خروجي ميتواند به عنوان يك منبع نقطه اي در نظر گرفته شود. با استفاده از اين نقطه نظر، مسئله بسيار آسانتر مي شود اما نتايج اساساً يكسان هستند. براي محاسبه ميدان پتانسيل، از معادله بولتزمن با سه انتخاب متفاوت از مقادير مرجع استفاده شده است و تمام خصوصيات ميدان جريان در فواصل دور از جمله چگالي عددي، مولفه هاي سرعت، دما، پتانسيل و ميدان الكتريكي مرتبط مرور شده و نشان داده شده است كه مولفه هاي سرعت و دما در فواصل دور با فاصله ارتباطي ندارند. همچنين، براي برخي موارد كه خصوصيات خط مركزي ممكن است جالب توجه باشد، فرمول هاي تحليلي دقيق براي يك نقطه در خط مركزي پلوم بدون در نظر گرفتن هيچگونه تقريبي بررسي شده اند. در خط مركزي فاكتور Z براي يك نقطه روي محور پلوم صفر است و در نتيجه فاكتور هندسي ساده مي شود. در داخل هسته پلوم، عبارات دقيق اما فشرده تر بدست آمده اند. نسبت سرعت هاي متفاوت جت بررسي شده است و مشاهده شده است كه براي جت هاي با نسبت سرعت بالاتر، چگالي عددي در امتداد خط مركزي، در مقايسه با حالت هاي با نسبت سرعت پايين تر، بيشتر است.

196044

دانشگاه علم و صنعت ايران

فيزيك پلاسما

همايون اشراقي