This paper discusses the modeling of motion of charged particles in a multicomponent plasma electric arc discharge in the synthesis of carbon nanostructures (СNS). Shows a plot of the time of calculation of the number of simulation particles.
carbon nanotubes, synthesis, mathematical model, the motion of particles, the numerical solution.
УДК 533.95
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ КОЛИЧЕСТВА КРУПНЫХ ЧАСТИЦ НА ПАРАМЕТРЫ ДВИЖЕНИЯ АТОМОВ УГЛЕРОДА
ПРИЭЛЕКТРОДУГОВОМСИНТЕЗЕ
STUDY OF THE INFLUENCE ON THE NUMBER LARGE PARTICLES MOTION PARAMETERS OF CARBONS IN THE ELECTRIC ARC SYNTHESIS
Толстова И.С., аспирант
Ивашин А.Л., к.т.н, доцент
Гаврилов А.Н., к.т.н, доцент
ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный университет
инженерных технологий»
г. Воронеж, Россия
DOI: 10.12737/6769
Аннотация:В статье рассматриваются вопросы моделирования движения заряженных частиц многокомпонентной плазмы в электродуговом разряде в процессе синтеза углеродных наноструктур (УНС). Приведеныграфикизависимостивременирасчетаотколичествамоделирующихчастиц.
Summary:This paper discusses the modeling of motion of charged particles in a multicomponent plasma electric arc discharge in the synthesis of carbon nanostructures (СNS). Shows a plot of the time of calculation of the number of simulation particles.
Ключевые слова: углеродные нанотрубки, синтез, математическая модель, движение частиц, численное решение.
Keywords: carbon nanotubes, synthesis, mathematical model, the motion of particles, the numerical solution.
Технология синтеза углеродных наноструктур (УНС) методом термического распыления графита обусловлена сложностью, быстротечностью, высокими температурами в зоне реакции и большим количеством различных эффектов взаимодействия частиц происходящих при фазовых и структурных превращениях углерода в плазме (ионизация, рекомбинация, химические реакции, механические взаимодействия и т.д.). Моделирование синтеза УНС относится к ресурсоемким задачам физики плазмы. Для того, чтобы сократить затраты на вычислительные ресурсы, для моделирования динамики плазмы используется метод крупных частиц. Моделирование плазмы методом частиц в ячейках основано на математической модели, в рамках которой плазма представляется набором макрочастиц, состоящих из большого числа взаимодействующих микрочастицчастиц, создающих и двигающихся под действием электромагнитных полей. В основу разрабатываемой математической модели кинетики движения частиц многокомпонентной плазмы в инертном газе положены система кинетических уравнений Власова для каждой компоненты плазмы, дополненная системой уравнений Максвелла [1-3].
1. Abramov G.V., Gavrilov A.N., Tolstova I.S. Chislennoe reshenie dvizheniya zaryazhennykh chastits mnogokomponentnoy plazmy v elektrodugovom razryade. Matematicheskie metody v tekhnike i tekhnologiyakh - MMTT-27: sb. trudov XXVII Mezhdunar. nauch. konf.:v 12 t. T.2. Sektsiya 3 / pod obshch. red. A.A.Bol´shakova. - Tambov: Tambovsk. gos. tekhn. un-t, 2014. -164 s.
2. Abramov G.V., Gavrilov A.N., Tatarkin E.S. Modelirovanie kinetiki ionov pri elektrodugovom sinteze uglerodnykh nanostruktur. Vestnik SGTU. Saratov. 2012. T. 1. №2 s (64). S. 70-74.
3. Khonki R., Istvud D. Chislennoe modelirovanie metodom chastits: Per. s angl. M: Mir, 1987. S. 640.
