等离子体模型参考主题

可将等离子体模型与耦合等离子体电子模型一起使用,对处于非局部热平衡的等离子体进行建模。

1. 耦合等离子体电子模型参考
理论 请参见冷(低温)等离子体反应流体等离子体
提供方式 [物理连续体] > 模型 > 等离子体
节点路径示例 连续体 > 物理 1 > 模型 > 耦合等离子体电子模型
要求
  • 空间:任何
  • 材料气体或者多组分气体
  • 可选模型等离子体
属性 请参见耦合等离子体电子模型属性
激活 模型控制(子节点) e-
材料属性 电荷数迁移率分子扩散率分子量

此外,对于 [气体组分],还可设置弹性电子碰撞横截面材料属性。

初始条件 电子数密度、电子温度。请参见初始条件
边界输入 电子数密度指定、电子热能指定。请参见边界设置
区域输入 电子能密度源选项、电子源选项。请参见区域设置
求解器 耦合等离子体电子。请参见求解器
监视器 电子密度、电子能
场函数
  • Charged Species Mobility of Electron(电子的充电组分迁移率)
  • 弹性电子碰撞横截面
  • Electron Elastic Collision Energy Source(电子弹性碰撞能量源)
  • Electron Energy Density(电子能密度)
  • 电子数密度
  • Electron Ohmic Energy Source(电子电阻能量源)
  • 电子温度
  • Molecular Diffusivity of Electron(电子的分子扩散率)
请参见场函数

耦合等离子体电子模型属性

传输
用于指定电势与电子的耦合方式。
  • 电子 < > 电势,此选择适用于对大部分等离子体设置进行建模。
  • 电势 > 电子
  • 电子 > 电势
  • 无电势耦合
二阶梯度

忽略或包括用于扩散的边界二阶梯度和/或网格面上的内部二阶梯度。请参见省略二阶梯度

  • 打开

    包括两个二阶梯度。

  • 关闭

    排除两个二阶梯度。

  • 仅限内部

    仅包括内部二阶梯度。

  • 仅限边界

    仅包括边界二阶梯度。

初始条件

电子数密度
将电子数密度 n e 设为标量分布。
电子温度

将温度 T e 设为标量分布。

边界设置

壁面边界
电子数密度指定
用于选择指定边界处电子的数密度 n e 的方式。
方法 对应的物理值节点
不渗透
指定边界对于电子是不渗透的 – 实质上是在边界处提供的消隐通量。
指定通量
用于将电子数密度指定为电子的入流或出流。还提供了物理条件壁面电子数密度通量导数选项
电子通量
将电子通量 Γ e 指定为标量分布。
指定值
将电子数密度设为指定的值。
电子数密度
将电子数密度指定为标量分布。
壁面电子数密度通量导数选项
用于指定电子数密度通量导数。
方法 对应的物理值节点
指定
电子通量导数
将电子通量导数 Γ e 指定为标量分布。
电子热能指定
用于选择指定电子热能的方式。
方法 对应的物理值节点
指定的电子温度
设置电子温度 T e
电子温度
将电子温度指定为标量分布。
指定的电子能通量
用于将电子的热能指定为能量通量。还提供了物理条件壁面电子能密度通量导数选项
电子能通量
将电子能通量 Γ 指定为标量分布。
壁面电子能密度通量导数选项
用于指定电子能密度通量导数。
方法 对应的物理值节点
指定
电子能通量导数
将电子能通量导数 Γ e 指定为标量分布。
流入和流出边界
电子数密度
将流入和流出边界处的电子数密度 n e 指定为标量分布。
电子温度
将流入和流出边界处的电子温度 T e 指定为标量分布。

区域设置

应用于流体区域。

电子能密度源选项
方法 对应的物理值节点
电子能源
激活后,用于指定电子能密度源项及其导数。
电子能源
将电子能密度源项 S , u s r 指定为标量分布。
电子能源导数
指定电子能密度源项的导数。
电子源选项
方法 对应的物理值节点
电子源
激活后,用于指定电子数密度源项及其导数。
电子源
将电子数密度源项 S e , u s r 指定为标量分布。假设电子为冷电子,除非添加了电子能源。
电子源导数
用于指定电子数密度源项的导数。

耦合等离子体电子求解器属性

开始
指定激活反应之后的迭代或时间步。在之前的迭代或时间步期间,反应已停用。对重要流体建模时,此功能十分有用。因为可以停用反应,直到找到流体求解为止。
冻结求解器
开启时,求解器在迭代过程中不更新任何物理量。该选项默认情况下关闭。这是一个调试选项,由于缺少储存,它可能导致不可恢复的错误和错误的求解。有关详细信息,请参见有限体积求解器参考
冻结重构
开启时,Simcenter STAR-CCM+ 不会在每次迭代时更新重构梯度,而是使用上一次迭代更新的梯度。激活保留临时储存与此属性结合使用。默认情况下,此属性处于关闭状态。
归零重构
开启时,求解器在下一次迭代时会将重构梯度设为零。此操作意味着,用于迎风的面值 (Eqn. (905)) 以及用于计算网格单元梯度的面值(Eqn. (917)Eqn. (918))将变为一阶估计值。默认情况下,此属性处于关闭状态。如果开启此属性之后关闭它,则求解器将在下一次迭代时重新计算梯度。
保留临时储存
开启时,Simcenter STAR-CCM+ 将保留求解器在迭代期间生成的额外场数据。保留的特定数据取决于求解器,且在后续迭代期间可用作场函数。默认情况下关闭

场函数

电子的充电组分迁移率
电子迁移率, μ e
弹性电子碰撞横截面
弹性碰撞动量传递横截面 σ ζ e ,用于计算碰撞频率。
Electron Elastic Collision Energy Source(电子弹性碰撞能量源)
电子弹性碰撞能量源项(Eqn. (4193) 中的 Sel)。
电子能密度
电子能密度, e
电子数密度
电子数密度, n e
电子电阻能量源
电子电阻加热能量源项(Eqn. (4193) 中的 SΩ)。
电子温度
电子温度, T e
电子的分子扩散率
电子的分子扩散率, D e