ТЕХНИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА
ISSN 1561-9184 (печатная версия), ISSN 2616-6380 (електронная версия)

ГЛАВНАЯ    ПРО ЖУРНАЛ    РЕДКОЛЛЕГИЯ    АВТОРАМ    ТЕКУЩИЙ ВЫПУСК    АРХИВ    КОНТАКТЫ

УДК 533.9

Техническая механика, 2018, 1, 107 - 120

ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ЗОНДОВЫХ ИЗМЕРЕНИЙ В ПОТОКЕ БЕССТОЛКНОВИТЕЛЬНОЙ ПЛАЗМЫ

Лазученков Д. Н., Лазученков Н. М.

Лазученков Д. Н.
Институт технической механики Национальной академии наук Украины и Государственного космического агентства Украины
Украина

Лазученков Н. М.
Институт технической механики Национальной академии наук Украины и Государственного космического агентства Украины
Украина

      Целью работы является разработка и обоснование процедуры идентификации параметров невозмущенной бесстолкновительной плазмы на основе параметрического описания вольтамперной характеристики (ВАХ) поперечно обтекаемого тонкого цилиндрического зонда с привлечением априорной информации о свойствах плазмы и условиях эксперимента. На основе кинетической модели Власова–Пуассона проведены численные исследования двумерной прямой задачи зондовых измерений. Рассчитаны ионные и электронные токи на поперечно обтекаемый цилиндр в зависимости от ионного скоростного отношения, степени неизотермичности плазмы и отношения радиуса цилиндра к дебаевскому радиусу экранирования. По результатам расчетов выполнена коррекция классических аппроксимаций зондовых токов, определены диапазоны применимости аппроксимации полной ВАХ тонкого цилиндрического зонда в потоке бесстолкновительной плазмы. Разработана процедура идентификации параметров невозмущенной плазмы, основанная на сравнении теоретической аппроксимации с результатами измерений ВАХ. Априорная информация о свойствах плазмы и условиях эксперимента задается в виде ограничений на параметры аппроксимации полной ВАХ. Проведены исследования влияния погрешностей зондовых измерений на восстановление параметров плазмы. Полученные результаты могут быть использованы в диагностике бесстолкновительной плазмы.

Поток слабоионизированной бесстолкновительной плазмы, цилиндрический зонд Ленгмюра, численное моделирование, параметрическая идентификация, априорная информация.

1. Чан П., Толбот Л., Турян К. Электрические зонды в неподвижной и движущейся плазме. М.: Мир, 1978. 201 с.

2. Алексеев Б. В., Котельников В. А. Зондовый метод диагностики плазмы. М.: Энергоатомиздат, 1988. 240 с.

3. Шувалов В. А. Моделирование взаимодействия тел c ионосферой. Киев: Наукова думка, 1995. 180 с.

4. Альперт Л. А., Гуревич А. В., Питаевский Л. Г. Искусственные спутники в разреженной плазме. М.: Наука, 1964. 382 с.

5. Котельников В. А., Ульданов С. В., Котельников М. В. Про¬цессы переноса в пристеночных слоях плаз-мы. М.: Наука, 2004. 422 с.

6. Лазученков Д. Н. Расчет отталкивающего электроны самосогласован¬ного электрического поля вблизи обтекаемого потоком разреженной плазмы цилиндра. Техническая механика. 2012. №4. С. 27–35.

7. Лазученков Д. Н., Лазученков Н. М. Моделирование взаимодействия потока разреженной плазмы с об-текаемым заряженным проводящим цилиндром вблизи проводящей поверхности. Техническая механи-ка. 2014. №2. С. 63–72.

8. Mott-Smith H., Langmuir I. The theory of collectors in gaseous discharges. Phys. Rev. 1926. V. 28. № 5. P. 727–763.

9. Latramboise J. G. Theory of Spherical and Cylindrical Langmuir Probes in a Collisionless Maxwellian Plasma at Rest. Report, No. 100. Univ. of Toronto, Institute of Aerospace Studies. 1966. 210 c.

10. Hoegy W. R., Wharton L. E. Current to a moving cylindrical electrostatic probe. Journal of Applied Physics. 1973. V. 44, No. 12. P. 5365–5371.

11. Котельников М. В. Вольт-амперные характеристики цилиндрического зонда в потоке столкновитель-ной и бесстолкновительной плазмы. ТВТ. 2008. №4. С. 629–632.

12. Москаленко А. К. К теории цилиндрического зонда. Космические исследования. 1979. Т. 17, № 1. С. 51–59.

13. Laframboise J. G., Sonmor L. J. Current collection by probes and electrodes in space magnetoplasma: Review J. Geophys. Research. 1993. V. 98, № А1. P. 337–357.

14. Godard R., Laframboise J. Total current to cylindrical collectors in collision less plasma flow. Space Science. 1983. V. 31, № 3. Р. 275–283.

15. Козлов О. В. Электрический зонд в плазме. М.: Атомиздат, 1969.

16. Шувалов В. А., Письменный Н. И., Лазученков Д. Н., Кочубей Г. С. Зондовая диагностика потоков лабора-торной и ионосферной разреженной плазмы. Приборы и техника эксперимента. 2013. №4. С. 98–107.

17. Шувалов В. А., Лукенюк А. А., Письменный Н. И., Кулагин С. Н. Зондовая диагностика околоспутнико-вой среды на КА "Сич-2". Космічна наука і технологія. 2013. Т. 19, № 1. С. 13–19.

Copyright (©) 2018 Маслова А. И. Лазученков Д. Н., Лазученков Н. М.

Copyright © 2014-2018 Техническая механика