Stuttgart 2012 – wissenschaftliches Programm

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P: Fachverband Plasmaphysik

P 15: Poster: Theorie/Modellierung

P 15.5: Poster

Mittwoch, 14. März 2012, 16:30–19:00, Poster.III

Ein neuer Zugang zur hydrodynamischen Modellierung von Gasentladungsplasmen — •Markus M. Becker, Florian Sigeneger und Detlef Loffhagen — INP Greifswald, Felix-Hausdorff-Str. 2, 17489 Greifswald

Hydrodynamische Modelle werden häufig zur theoretischen Beschreibung von Gasentladungsplasmen bei mittleren und hohen Drücken verwendet. Das vollständige Gleichungssystem wird dabei vielfach durch die Drift-Diffusionsnäherung für die Teilchen- und Energiestromdichte der Elektronen vereinfacht. Die zugehörigen Beweglichkeiten und Diffusionskoeffizienten der Elektronen werden durch Lösung der stationären, räumlich homogenen Boltzmanngleichung bestimmt und fließen als Funktion der mittleren Elektronenenergie in das hydrodynamische Modell ein. In diesem Beitrag wird gezeigt, dass die vielfach verwendeten Teilchen- und Energietransportkoeffizienten der Elektronen erheblichen Beschränkungen hinsichtlich der Beschreibung nichtlokaler Phänomene unterliegen. Ausgehend von einer Entwicklung der Geschwindigkeitsverteilungsfunktion der Elektronen nach Legendre-Polynomen wird ein neuartiger Zugang zur Bestimmung der Transportparameter vorgeschlagen, der die Nachteile des konventionellen Zugangs umgeht. Die Anwendbarkeit der neuen Drift-Diffusions-Methode wird anhand von Ergebnissen von Modellrechnungen für räumlich eindimensionale Argonentladungsplasmen bei Nieder- und Atmosphärendruck sowie dielektrisch behinderte Entladungen verdeutlicht.

Die Arbeit wird von der DFG im Rahmen des SFB-TRR 24 unterstützt.