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 ne 设为标量分布。
电子温度

将温度 Te 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 ne 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 Γe 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 Γe 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 Te
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 Γe 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 ne 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 Te 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,usr 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 Se,usr 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, μe
弹性电子碰撞横截面
弹性碰撞动量传递横截面 σζe ,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, ne
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, Te
电子的分子扩散率
电子的分子扩散率, De