尘埃等离子体金属棘轮中的颗粒运动

发布时间：2021-03-13 12:31

　　尘埃等离子体由电子、离子、中性气体和尘埃颗粒组成,是近年来等离子体物理领域中一个比较活跃的分支。在等离子体环境中,尘埃颗粒由于与等离子体电子、离子相互碰撞而充电,同时与等离子体相互作用吸收能量并且转化为颗粒动能。然而尘埃颗粒通常随机运动,获得的能量不能够有效的收集和利用。将尘埃颗粒的随机运动整流形成定向运动,无论是对尘埃等离子体物理基础研究还是能量收集方面潜在的应用都具有重要研究价值。我们前期提出了尘埃等离子体棘轮的概念,设计出了树脂棘轮实验装置,实现了尘埃颗粒的可控性整流,即将等离子体环境中尘埃颗粒的随机运动整流为定向运动。我们发现,树脂棘轮形成的棘轮势对颗粒的整流起到了非常大的作用。由于树脂介质棘轮与金属导体棘轮形成的棘轮势差别巨大,因此,金属棘轮中尘埃颗粒的整流情况如何?这是本文重点关注的内容。本文在尘埃等离子体棘轮模型基础上,通过实验与模拟两方面对尘埃等离子体金属棘轮与齿环中颗粒的运动以及不同属性颗粒的整流进行了研究。结果表明:1)在金属棘轮中,颗粒的运动方向为逆向,颗粒在锯齿通道内的运动速度很快且呈周期性变化。当改变气压或功率时,鞘层的变化引起颗粒平均角速度会随着功率或气压的... 

【文章来源】：河北大学河北省

【文章页数】：46 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

尘埃等离子体(a)宇宙空间：土星环；(b)实验室：尘埃声波(a)(b)

尘埃颗粒在等离子体环境中通过粒子-

实验装置

【参考文献】：
期刊论文
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[2]介质颗粒在尘埃等离子体金属棘轮中的运动[J]. 宋超,戴超星,王瑞琦,孙文涛,郭志强,刘富成,贺亚峰.  河北大学学报(自然科学版). 2020(01)
[3]Rotation of a single vortex in dusty plasma[J]. 闫佳,冯帆,刘富成,贺亚峰.  Chinese Physics B. 2017(09)
[4]Cycloid motions of grains in a dust plasma[J]. 张永亮,冯帆,刘富成,董丽芳,贺亚峰.  Chinese Physics B. 2016(02)
[5]玻璃圆环内等离子体鞘层分布[J]. 冯帆,张永亮,闫佳,贺亚峰.  河北大学学报(自然科学版). 2016(01)
[6]Cycloid Motions of Aggregates in a Dust Plasma[J]. 冯帆,张永亮,闫佳,刘富成,董丽芳,贺亚峰.  Plasma Science and Technology. 2016(01)
[7]尘埃粒子在直流辉光放电阴极鞘层中的运动及悬浮[J]. 刘德泳,王德真,刘金远.  物理学报. 2000(06)



本文编号：3080221