Stuttgart 2012 – wissenschaftliches Programm

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P: Fachverband Plasmaphysik

P 13: Poster: Niedertemperaturplasmsen

P 13.19: Poster

Dienstag, 13. März 2012, 16:30–19:00, Poster.III

Spektral-kinetische Simulation der Multipolresonanzsonde — •Wladislaw Dobrygin, Daniel Szeremley, Jens Oberrath, Denis Eremin, Thomas Mussenbrock und Ralf Peter Brinkmann — Lehrstuhl für Theoretische Elektrotechnik, Ruhr-Universität Bochum

Die Multipolresonanzsonde (Multipole Resonance Probe = MRP) ist eine vielversprechende Umsetzung der aktiven Plasmaresonanzspektroskopie. Messungen mit der MRP zeigen, dass kinetische Effekte im Druckbereich von einigen Pascal und geringer eine wichtige Rolle spielen [1]. Um diese Effekte zu erklären kann eine spektral-kinetische Simulation, die in diesem Beitrag vorgestellt wird, verwendet werden. Diese Simulation ist vorerst aus einem Poisson-Solver und einem Teilchen-Pusher aufgebaut. Aufgrund der kugelförmigen Geometrie der idealisierten MRP und der Annahme einer Punktladungsverteilung kann die Poisson-Gleichung durch eine Entwicklung in Kugelflächenfunktionen im gesamten Simulationsgebiet analytisch gelöst werden. Mit Hilfe des analytisch berechneten Potentials ergibt sich der Vorteil einer Grid-unabhängigen Berechnung der Kraft auf jedes Teilchen. Mit der Kraft wird die Geschwindigkeit dieser Teilchen über die Bewegungsgleichung in Kugelkoordinaten ermittelt. Der Abschluss eines Rechenzyklus bildet die Bestimmung der Teilchenpositionen aus den Geschwindigkeiten. Damit ist eine stoßfreie kinetische Simulation der MRP möglich, die mit Messungen verglichen werden soll. [1] T. Styrnoll et al., Bulletin of the APS Vol. 53, No.7, DTP 176 (2010)