Физические механизмы электрического пробоя газонаполненного промежутка в условиях высокого перепада плотности плазмообразующей среды: от магнетронных распылительных систем до разрядов в космической аппаратуре.
| Название НИОКТР | Физические механизмы электрического пробоя газонаполненного промежутка в условиях высокого перепада плотности плазмообразующей среды: от магнетронных распылительных систем до разрядов в космической аппаратуре. |
|---|---|
| Аннотация | Проект направлен на исследование механизмов зажигания и функционирования газовых электрических разрядов в условиях, когда в разрядном промежутке имеется высокий перепад давления (плотности) нейтрального газа. Такие разряды имеют место в ряде ситуаций: истечение газа в вакуум из малых отверстий; пространственно-неоднородные условия генерации плазмы в магнетронных распылительных системах; гигантские высотные атмосферные явления. Моделирования таких явлений требуют новых методов теоретического описания, допускающих плавный переход от столкновительных условий движения заряженных частиц (диффузия и дрейф) к бесстолкновительному свободному расширению плазмы во внешнем и собственном электрическом поле. Эти особенности требуют описания ансамблей заряженных частиц методом кинетических уравнений Больцмана для пространственно-неоднородных функций распределения частиц по скоростям, которые будут решаться современными численными методами. Сначала будет сформулирована и реализована гидродинамическая модель разряда. Предполагается рассмотреть двумерную задачу о пробое плоскопараллельного промежутка при наличии значительного перепада давления газа среднего давления (от единиц до десятков Тор) в пространстве. На следующем этапе предполагается сформулировать полностью кинетическую модель газового разряда, описывающую эволюцию функций распределения плазменных компонент с помощью системы уравнений Больцмана-Максвелла. Кинетическая задача для электронной компоненты плазмы будет включать несколько степеней свободы в фазовом пространстве: одну пространственную координату, нормальную к плоскости электродов, и две или три компоненты скорости. Дальнейшее развитие проекта предполагает включение магнитного поля в газоразрядном промежутке, это будет реализовано с помощью учета дополнительных членов в уравнение Больцмана в четырёхмерном фазовом пространстве. Введение магнитного поля приведет к изменению траекторий заряженных частиц, что в указанной физической постановке вызовет перераспределение функции плотности электронов. В качестве вычислительного инструмента будет использован новейший численный метод NuFI (Numerical Flow Iterations), который позволяет значительно сократить затраты оперативной памяти при решении уравнений Власова и Больцмана. Данный метод впервые будет использован для подобного рода задач. Ранее его использование ограничивалось модельными задачами решения уравнений Власова-Пуассона. С использованием метода NuFI будет реализована программа, численно описывающая пробой в плоскопараллельном промежутке с неоднородным давлением рабочего газа. Будет исследовано влияние градиента давления на пробой, определены условия развития разряда, получены функции распределения электронов, концентрации компонентов плазмы разряда. |
| Доступ к ОКОГУ исполнителя | False |
| Количество связанных РИД | 0 |
| Количество завершенных ИКРБС | 0 |
| Сумма бюджета | 3000.0 |
| Дата начала | 2025-09-15 |
| Дата окончания | 2027-06-30 |
| Номер контракта | №25-72-00078 |
| Дата контракта | 2025-09-15 |
| Количество отчетов | 2 |
| УДК | 537.523/.527 |
| Количество просмотров | 5 |
| Руководитель работы | Семенюк Наталья Степановна |
| Руководитель организации | Романченко Илья Викторович |
| Исполнитель | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ СИЛЬНОТОЧНОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ СИБИРСКОГО ОТДЕЛЕНИЯ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК |
| Заказчик | Российский научный фонд |
| Федеральная программа | Отсутствует |
| Госпрограмма | — |
| Основание НИОКТР | Грант |
| Последний статус | 2025-11-11 08:02:21 UTC, 2025-11-11 08:02:21 UTC |
| ОКПД | Услуги, связанные с научными исследованиями и экспериментальными разработками в области физики |
| Отраслевой сегмент | — |
| Минздрав | — |
| Межгосударственная целевая программа | — |
| Ключевые слова | ГАЗОВЫЙ РАЗРЯД; ЭЛЕКТРОННАЯ ЭМИССИЯ; ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРОБОЙ ГАЗА |
| Соисполнители | — |
| Типы НИОКТР | Фундаментальное исследование |
| Приоритетные направления | — |
| Критические технологии | — |
| Рубрикатор | 29.27.43 - Газовый разряд |
| OECD | — |
| OESR | Физика жидкости, газа и плазмы (включая физику поверхностей) |
| Приоритеты научно-технического развития | а) переход к передовым технологиям проектирования и создания высокотехнологичной продукции, основанным на применении интеллектуальных производственных решений, роботизированных и высокопроизводительных вычислительных систем, новых материалов и химических соединений, результатов обработки больших объемов данных, технологий машинного обучения и искусственного интеллекта; |
| Регистрационные номера | — |