Berlin 2005 – wissenschaftliches Programm

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P: Plasmaphysik

P 14: Poster: Niedertemperaturplasmen / Plasmatechnologie 6, Diagnostik 4

P 14.10: Poster

Samstag, 5. März 2005, 14:45–16:45, Poster HU

Randbedingungen für Drift-Diffusions-Modelle mehrkomponentiger Plasmen — •Ralf Peter Brinkmann — Ruhr-Universität Bochum, Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik

Die selbstkonsistente fluiddynamische Theorie mehrkomponentiger Plasmen beinhaltet eine Reihe mathematischer Schwierigkeiten, die den resultierenden Modellen numerisch ungünstige Eigenschaften verleihen. Ein Beispiel dafür liefert das Auftreten interner räumlicher Strukturen in den fluiddynamischen Modellen eines elektronegativen Plasmas [1,2]. Die physikalische Realität dieser Strukturen ist noch umstritten, und sie sind vermutlich auch dynamisch unerheblich; dennoch führt ihre mögliche Präsenz zu einer erheblichen Steifheit der numerischen Modelle. Ein möglicher Weg zur Umgehung dieser Schwierigkeiten besteht in der Verwendung der mathematisch einfacheren Drift-Diffusions-Modelle, die aus der fluiddynamischen Beschreibung unter Vernachlässigung der Trägheitseffekte hervorgehen. Hier ergibt sich allerdings das Problem, dass die Verhältnisse in der trägheitsbestimmten Randschicht nicht korrekt erfasst werden. Der Beitrag analysiert dieses Problem und schlägt zu seiner Behebung die Einführung korrigierter Randbedingungen für die Drift-Diffusionsmodelle vor, die aus der vollen Fluiddynamik durch Anwendung asymptotischer Methoden hergeleitet werden. Die Unterschiede zum bekannten Bohm-Kriterium werden analysiert.

[1] I.G. Kouznetsov et al., J. Appl. Phys. 86 (8), pp. 4142 (1999)

[2] R.N. Franklin, Plasma Sources Sci. Technol. 11 pp. 31 (2002)