Отзыв Вед.орг (1103116)
Текст из файла
МИНИСТБРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФБДЕРАЦИИ ьздмьяьнов гоотдярстввннов явтономнот овтязовятзяьнозизртмдвниз вмаввгоомязовяния «Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ» «УТВЕРЖДА10» Ректор НИЯУ МИФИ Д.ф.-м.н., профессор стрярсйвзм~;" ' т",.'./,.' «.1;: ':Вг:ТтГЪ Ч т; 32617 Г. ~ -~~~™М--.-- (нияу мифи) Каширское шоссе, д,31, г. Москва, 115409 Тел. (499) 324-87-66, факс (499) 324-21-11 )знр://втгзялвлперЫ, ги ° н ~~гт -~~~~~-~ь ~„т он.(З ОТЗЫВ ведущей организации о диссертации Титова Александра 10рьевича «Исследование влияния малых газовых добавок и постоянного электрического поля на параметры сильно неоднородного СВЧ разряда пониженного давления методом математического моделирования», представленной на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.04.08 — физика плазмы.
СВЧ разряды пониженного давления являются объектом интенсивных исследований в связи с их использованием в плазмохимни, источниках света, источниках ионов и др. Важным направлением исследования таких разрядов является их математическое моделирование, поскольку экспериментальное исследование значительно затрудняется присугствием электромагнитных полей и, кроме того, дает ограниченную информацию о параметрах плазмы. Также без привлечения моделирования невозможны интерпретация и обработка экспериментальных данных для получения дополнительной информации о параметрах плазмы и о процессах в ней. Таким образом, эксперименты и моделирование являются взаимно связанными стадиями процесса исследования. Автор диссертации разрабатывает модели электродного СВЧ разряда, который представляет собой сильно неоднородный разряд и по ряду параметров может быть отнесен к инициированным разрядам.
Этот тип разряда наименее изучен и поэтому в последнее время является объектом исследования лаборатории плазмохимии и физикохимии ИНХС РАН. Задачей исследования состоит в изучении физико-химических процессов в разряде и поиске путей управления его параметрами. Тема диссертационной работы является актуальной. Структура и содержание работы. Диссертация состоит из Введения, пяти глав, Заключения и списка литературы. Объем диссертации 119 с., включая 43 рис, 5 таблиц. Список литературы насчитывает 192 наименования. В В д л~ы бди~ п р б~~,ц~ дю «~ д и, ~уцд~ автора в полученные результаты и основные положения, выносимые на защиту. а~~ жабр ' ~ ил~~ ~ ~~~Р~ т~ й ~ЬоР а~ получения СВЧ плазмы и ее моделированию.
Поскольку объектом исследования является электродный СВЧ разряд, ему посвящен отдельный раздел, где представлены результаты исследования такого типа разрядов уже имеющиеся к началу выполнения работы над диссертацией. Это позволяет представить место проводимого исследования, как в общей тематике СВЧ разрядов, так и в ряду исследований неоднородного электродного СВЧ разряда. В Главе 2 описаны модели электродного СВЧ-разряда, разработанные в лаборатории плазмохимии и физикохимии импульсных процессов ИНХС РАН, развитикэ которых и посвящена диссертация.
Глава содержит основные уравнения, заложенные в модели, при этом отмечается, что они модифицируются далее для решения конкретных задач, и детали таких модификаций описаны в других главах. Так как моделируется разряд, горящий в конкретной экспериментальной установке„ расчетная область выбрана исходя из размеров установки.
При этом используются модели двух размерностей — одномерная и двумерная. Первая из них сферически симметричная, вторая имеет осевую симметрию, что позволяет анализировать как общие свойства разряда с малыми затратами машинного времени (одномерная модель), так и детально исследовать распределения параметров разряда, необходимые для сравнения результатов расчетов и измерений. Основные уравнения модели содержат уравнения баланса заряженных и нейтральных частиц, уравнение для СВЧ поля в квазнстатическом приближении (для одномерной модели) и уравнения Максвелла (для двумерной модели), уравнение Пуассона. Коэффициенты скоростей процессов с участием тяжелых частиц взяты из литературы, а для процессов с участием электронов найдены при решении однородного уравнения Больцмана в двухчленном приближении разложения функции распределения электронов по энергиям по сферическим гармоникам.
Температура газа считается постоянной в объеме и задается из данных эксперимента. Используемый для расчетов программный пакет Сотпзо1 соответствует решению поставленной задачи. В Главе 3 приведены результаты моделирования влияния диэлектрического покрытия антенны и малых добавок азота на свойства плазмы электродного СВЧ разряда в водороде. Наиболее интересные, на наш взгляд, результаты этой главы получены при одномерном моделировании разряда. Первый из них получен решением нестационарной задачи. Показано, что зарядка диэлектрического покрытия антенны практически не влияет на параметры в основном объеме плазмы.
Это означает, что этот процесс можно не учитывать при решении задач двумерного моделирования и уйти от необходимости решать нестационарную задачу, что значительно упрощает расчеты. Второй результат связан с исследованием влияния малой добавки азота на разряд в водороде. Для этого система кинетических уравнений дополнена уравнениями для азота и азот-водородных процессов.
Показано, что такое влияние есть, но механизм его в различных областях неоднородного разряда различен: в области сильных полей у антенны добавление азота приводит к изменению ионного состава, а в сферической части разряда— изменяется функция распределения электронов по энергиям. Заметим, что ранее эта проблема рассматривалась американскими учеными для разряда постоянного тока, но изменение ионного состава не учитывалось, т.о. это новый канал влияния. Остальные главы посвящены результатам двумерного моделирования и отличием этих глав является то, что в них результаты расчетов сопоставлены с результатами измерений.
Поскольку сравнение проводилось по излучению линии Н„, то рассчитывались концентрации атомов водорода в состояниях Зз, Зр, Зб, ответственных за это излучение. В Главе 4 представлены результаты изучения влияния малой добавки аргона на разряд в водороде. Описаны возможности, которые дают малые добавки, как для диагностики, так и для изменения параметров плазмы. Аргон часто используется для диагностики в предположении того, что он не влияет на плазму. Модель расширена добавлением кинетических процессов с участием аргона, в том числе и процессами образования комплексного иона АгН'. Результаты расчетов представлены в двумерных распределениях.
Результаты расчетов показали хорошее согласие с результатами экспериментов и показали, при добавлении аргона уменьшается интенсивность излучения линий атомарного водорода при неизменной падающей мощности. Моделирование позволило объяснить, что это связано с изменением ионного состава плазмы, появлением тяжелых ионов и, как следствие, уменьшением ионного потока на антенну, а уменьшение скорости гибели заряженных частиц требует уменьшения скорости ионизации и, соответственно, вызывает уменьшение интенсивности излучения плазмы. Глава 5 посвящена анализу влияния внешнего постоянного электрического поля на параметры разряда. Для решения этой задачи описанная в главе 2 модель изменена и введены потоковые условия для заряженных частиц.
Результаты расчетов представлены в виде двумерных распределений. Может создаться впечатление„что слишком подробно описаны экспериментальные результаты, которые не получены автором, но, справедливости ради следует заметить, что это, несомненно, улучшает восприятие общих результатов исследования. Результаты моделирования качественно согласуются с результатами экспериментов. Моделирование показало, что при увеличении внешнего полян наблюдаемое и в расчетах, и в экспериментах увеличение интенсивности излучения линии На связано с тремя факторами — увеличением напряженности СВЧ поля, концентрации электронов и концентрации атомарного водорода.
Постоянное поле изменяет потоки заряженных частиц на электрод и их пространственные распределения. Это, в свою очередь влияет на величину и распределение СВЧ поля в разряде и изменяет все его параметры, в том числе и на поглощенную плазмой мощность, Отметим общее, что объединяет объяснение всех наблюдаемых эффектов влияния: все они связаны с изменением потоков заряженных частиц на антенну, ведущему к изменению условий, необходимых для поддержания баланса заряженных частиц в самостоятельном разряде. Таким образом, поставленная задача изучения физико-химических процессов в разряде и поиска путей управления его параметрами решена. По представленной работе имеются замечания.
1. Не написано, откуда брались сечения для некоторых процессов, например, для расчета функции распределения электронов по энергиям. 2. Не ясно, какие исходные распределения параметров плазмы использовались, и зависит ли результат от их выбора. 3.
Из диссертации не ясно почему в моделировании не учитываются реакции водорода с азотом с образованием гидразина и аммиака„продукты которых (МНз, ХН4, ХзН4 и др.) почти всегда видны в экспериментальных спектрах разрядов на этих газах. 4. Есть терминологическая неточность. С одной стороны говорится о малых добавках, понимая при этом, что они не влияют на параметры плазмы. С другой стороны показано, что даже процентные добавки влияют на параметры плазмы, т.е с точки зрения физики разряда они уже не являются малыми.
5. Замечания по оформлению. В автореферате, по-видимому, предполагались цветные рисунки, поэтому в черно-белом варианте они выглядят не очень информативно. В тексте диссертации имеются опечатки. Отмеченные недостатки не снижают хорошего впечатления о работе. По теме диссертации опубликовано 12 работ, 4 из которых в журналах, рекомендованных ВАК Российской Федерации и индексируемых в различных базах данных. Остальные содержатся в трудах конференций разного уровня. Публикации содержат основной материал диссертации. Достоверность результатов подтверждается сопоставлением результатов расчетов с данными экспериментов.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
