輝光放電等離子體鞘層流體動(dòng)力學(xué)模擬的開題報(bào)告

輝光放電等離子體鞘層流體動(dòng)力學(xué)模擬的開題報(bào)告論文題目：輝光放電等離子體鞘層流體動(dòng)力學(xué)模擬一、研究背景和意義輝光放電是指在稀薄氣體或氣體混合物中加上足夠的電壓以達(dá)到電離狀況時(shí)，電子被電場加電子碰撞散射所激發(fā)發(fā)射的光輝現(xiàn)象。輝光放電在科學(xué)研究、工業(yè)應(yīng)用、環(huán)境改善等方面有著廣泛的應(yīng)用。等離子體作為輝光放電的基本組成部分，在理論模擬與實(shí)際應(yīng)用研究中均有重要的地位。然而，等離子體的數(shù)學(xué)模型是非常復(fù)雜的，同時(shí)，鞘層動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象與等離子體物理過程緊密相連，因此探究等離子體與流體動(dòng)力學(xué)的耦合問題對于理解輝光放電等離子體的行為規(guī)律和穩(wěn)定性有著重要的作用。二、研究內(nèi)容和目標(biāo)本研究計(jì)劃采用數(shù)值模擬方法，結(jié)合雷諾平均Navier-Stokes方程與輝光放電等離子體物理過程相結(jié)合，對輝光放電等離子體鞘層流體動(dòng)力學(xué)模擬進(jìn)行深入探究。主要研究內(nèi)容包括：1.建立輝光放電等離子體與流體動(dòng)力學(xué)的數(shù)學(xué)模型，包括連續(xù)性方程、動(dòng)量守恒方程、庫侖定律和電子能量守恒方程等基本方程。2.利用計(jì)算流體力學(xué)和等離子體物理學(xué)的數(shù)值方法，對輝光放電等離子體鞘層流體動(dòng)力學(xué)模擬進(jìn)行數(shù)值模擬，包括多物理場耦合、邊界條件、網(wǎng)格生成等。3.分析輝光放電等離子體鞘層流體動(dòng)力學(xué)模型中的等離子體行為規(guī)律，并探究流動(dòng)與等離子體行為之間的相互作用。4.結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行模型驗(yàn)證，進(jìn)一步研究輝光放電等離子體鞘層流體動(dòng)力學(xué)模型的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。綜上，本研究目標(biāo)在于探討輝光放電等離子體鞘層流體動(dòng)力學(xué)模擬的數(shù)值解法和等離子體物理過程闡述，為輝光放電等離子體在科學(xué)研究和工業(yè)應(yīng)用等領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。三、研究方法和技術(shù)路線1.建立數(shù)學(xué)模型。通過研究現(xiàn)有文獻(xiàn)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，建立輝光放電等離子體與流體動(dòng)力學(xué)的數(shù)學(xué)模型，包括連續(xù)性方程、動(dòng)量守恒方程、庫侖定律和電子能量守恒方程等基本方程。2.進(jìn)行數(shù)值模擬。利用計(jì)算流體力學(xué)和等離子體物理學(xué)的數(shù)值方法，對輝光放電等離子體鞘層流體動(dòng)力學(xué)模擬進(jìn)行數(shù)值模擬，包括多物理場耦合、邊界條件、網(wǎng)格生成等。3.分析等離子體行為規(guī)律。分析輝光放電等離子體鞘層流體動(dòng)力學(xué)模型中的等離子體行為規(guī)律，并探究流動(dòng)與等離子體行為之間的相互作用。4.模型驗(yàn)證。結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行模型驗(yàn)證，進(jìn)一步研究輝光放電等離子體鞘層流體動(dòng)力學(xué)模型的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。四、論文結(jié)構(gòu)和進(jìn)度安排本論文的結(jié)構(gòu)包括：緒論、理論模型、數(shù)值模擬方法、數(shù)值模擬結(jié)果分析、模型驗(yàn)證和結(jié)論等六個(gè)部分。研究進(jìn)度安排如下表：|時(shí)間節(jié)點(diǎn)|任務(wù)內(nèi)容||----------|-------------------------------------------||1-2周|文獻(xiàn)調(diào)研、建立數(shù)學(xué)模型和程序框架。||3-4周|數(shù)值模擬和流體動(dòng)力學(xué)學(xué)習(xí)、算法和流程優(yōu)化。||5-6周|結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行模型驗(yàn)證并分析模擬結(jié)果。||7-8周|完善論文撰寫和結(jié)論輸出。||9-10周|論文終稿修改、PPT制作和答辯準(zhǔn)備。|五、預(yù)期成果完成本研究預(yù)期的成果有：深入研究輝光放電等離子體鞘層流體動(dòng)力學(xué)模擬中的數(shù)值解法和等離子體物理過程