Отзыв официального оппонента 2 (1149797)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Официального оппонента на диссертационную работу Елисеева Степана Ивановича «Моделирование газовых разрядов постоянного тока с нелокальной ионизацией», представленную на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.04.08 — физика плазмы. Диссертационная работа посвящена формулировке подхода к моделированию разрядов постоянного тока, в которых ключевую роль играет нелокальная ионизация, чья скорость не зависит от локальных параметров разряда, а определяется параметрами катодного слоя. Корректный учет подобной и они зации невозможен в рамках классического гидродинамического подхода, поэтому его использование для описания разрядов постоянного тока приводит к значительным количественным и качественным расхождениям с данными эксперимента.

Тот факт, что гидроди нам ический подход на сегодняшний день рассматривается как универсальный способ решения широкого круга научных и технических задач физики газового разряда, делает работу актуальной. Была поставлена цель сформулировать и отработать подход, который бы учитывал нелокальную ионизацию и позволял получать адекватные оценки параметров разрядов постоянного тока, и который в тоже время был столь же эффективен и прост с точки зрения осуществления численной реализации, как и гидродинамический подход. За основу разрабатываемого подхода было взято разделение электронов в разряде на группы быстрых и медленных, характерное для классических гибридных схем расчета параметров разряда.

Нелокальная ионизация осушествляется группой быстрых электронов, и для определения ее скорости было предложено использовать аналитическое выражение. Таким образом сложная процедура расчета траекторий быстрых электронов была заменена простым добавлением одного слагаемого в уравнения непрерывности для концентраций заряженных частиц. Такая замена, безусловно, в значительной степени упрощает процедуру расчета. В работе рассматривается газовый разряд в двух конфигурациях— короткий тлеющий разряд между плоскими электродами и разряд с сетчатым анодом. На примере короткого тлеющего разряда проводилась валидация подхода. Сформулированный и отработанный таким образом подход затем использовался для исследования разряда с сетчатым анодом.

Структурно диссертация состоит из Введения, четырех глав, Заключения и Приложения. Первая глава является обзорной. В ней кратко приводятся основные свойства газовых разрядов постоянного тока, представлен обзор экспериментальных работ, посвященных исследованию прикатодных областей тлеющего разряда — отрицательного свечения и фарадеева темного пространства. Также приводится подробный обзор основных подходов к моделированию газовых разрядов, рассматривается их применимость к описанию тлеющих разрядов постоянного тока. Наконец, рассматриваются работы, посвященные исследованию разряда с сетчатым анодом.

Обзор написан четко и понятно, приведенные ссылки достаточны и уместны, описание подходов моделирования разрядов позволяет представить полную картину современного состояния уровня исследований в этой области. Вторая глава содержит описание подхода и результаты расчетов основных параметров короткого тлеющего разряда. Продемонстрировано, что сформулированный подход способен воспроизводить основные свойства разряда — формирование областей катодного слоя и квазинейтральной плазмы, перераспределение электрического потенциала по длине разряда, обращение электрического поля, пространственные распределения компонент тока разряда. Также представлено исследование чувствительности модели от значения входных параметров — значения температуры медленных электронов и характерного пространственного спада источника нелокальной ионизации. Показано, что для уменьшения ошибки расчетов связанных с неопределенностью значения температуры медленных электронов необходимо ее рассчитывать самосогласованным образом.

В третьей главе подробно рассматривается вопрос формулировки корректного уравнения баланса энергии медленных электронов. Уравнение записано для плотности энергии электронов, аналогично гидродинамической модели. Отличительной особенностью предложенной формулировки является исключение нагрева электронов в электрическом поле. Это аргументировано тем. что, во-первых„в слое поле значительное, и медленных электронов в слое как таковых нет, а во вторых, поле в плазме мало, и соотвествующий член значительно меньше потерь энергии на упругие столкновения и нагрева в результате кулоновских столкновений с вторичны.ии электронами ~родившиеся в результате ионизации быстрыми). Данный нагрев был определен как произведение источника нелокальной ионизации и эффективной энергии, привносимой вторичным электроном в ансамбль медленных, Для эффективной энергии предложена эмпирическая формула.

Сформулированное уравнение было встроено в модель разряда, что позволило получить в ходе самосогласованных расчетов все основные параметры разряда, которые можно измерить на эксперимента, как вольтамперной характеристики и концентрации электронов в плазме, так и значения температуры электронов. Представлено сопоставление результатов расчетов с имеющимися в литературе данными зондовых измерений. Полученное согласие достаточно убедительно говорит о корректности сформулированного уравнения баланса энергии медленных электронов и всего подхода в целом.

Четвертая глава посвящена использованию разработанного подхода для моделирования разряда с сетчатым анодом, Представлены основные параметра разряда, получаемые в ходе расчетов, а также исследовалось самоподдержание такого разряда. В частности„ рассматривался вклад ионов, нриходящих из плазмы в области за анодом. Также разработанная модель используется для оценки эффективности поглощения электромагнитной волны плазмой, создаваемой с помощью разряда с сетчатым анодом. В целом, в данной главе демонстрируется прикладной потенциал разработанного подхода, а также представлен ряд результатов предсказательного характера, которые было бы интересно проверить на эксперименте.

К работе имеется несколько замечаний: 1. Предложенная модель разряда предполагает установление в разряде стационарного состояния. Такое рассмотрение является ограниченным, поскольку не позволяет рассматривать образование быстрых электронов, наблюдать динамику формирования разряда или различные колебания.

2. В работе недостаточно обсуждается энергетическое распределение источника ионизации вторичных электронов, использовавшегося при формулировке нагрева в результате кулоновских столкновений. Физический аспект данной части модели не раскрыт в должной мере, 3. Приведено недостаточно результатов расчетов разряда с сетчатым анодом. Поскольку экспериментальных исследований такого разряда гораздо меньше, чем короткого тлеющего разряда, было бы интересно рассмотреть зависимость его свойств от внешних параметров и сопоставить с аналогичными в случае короткого тлеющего разряда (где больше ток? Где больше концентрация плазмы? и т.д.). 4.

В работе имеется ряд опечаток. Пример: «Следуеггг ггпг ггепгигггь работу 11401, аде авпгорг,г ггсследовалгг прохоэгс~)енггя пучка с энереггегг 15 кв» стр. )40 5. «Иелокальная ионизация представляет собой ионизацию, производимую быстры»ни злек!пронат!» стр. 4. Не очень удачное предложение. 6. «аделью работы является создание и отработка численных моделей разрядов с нелокальной!' ионизацией» стр, 10. Слишком глобально сформулирована цель. В диссертации рассматриваются только конкретные типы разрядов. 7. «В то же время для оценки пропускания и поело!ценил ЗМволн плазмой! принципиальнук! важное!пь имеют ~в отличие от случая использования разряда в качеси!ве источника пучка электронов! пространственные распределения основных паричетров, таких как зле!апростатичесний потенциал и концентрация заряженных частиц» стр.

83 — 84. Характер распространения электромагнитных волн не может явно зависеть от электростатического потенциала. 8. Хотя приведенные расчеты убедительно продемонстрировали соответствие свойств тлеющего разряда с наблюдением в эксперименте, но сравнение с имеющимися экспериментальными данными выполнено недостаточно четко. Для количественного сравнения было бы целесообразнее привести полученные расчетные и известные экспериментальные зависимости на одном графике. Следует обратить внимание, что «хорошо» не следует употреблять для количественного сравнения полученных характеристик без обозначения конкретного эталона сравнения, «Сувеличением давления напряжение, необходимое для поддержания данноео разрядного тока, падаепь чп!о тараи!о со:ласую!пся с ил!ею!ц~~ ися в литерап!уре данньм!и !си.

~118~).» стр. 98. 9. Не очень аккуратно сформулированы положения, выносимые на защиту. 1О.Диссертант имеет большое количество публикаций по теме диссертации„но лишь одна из них написана в соавторстве только с научным руководителем (остальные с большим количеством соавторов). Неоговорен персональный вклад диссертанта в совместные публикации, в которых число авторов превышает 2. 11.В разделе 4,4 решается задача распространения электромагнитных волн в неоднородном плазменном слое. Из приведенного описания не вполне понятна сама постановка задачи.

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.

Список файлов диссертации