Simulation of glow discharge plasmas by using parallel particle in cell/Monte Carlo collision method: The effects of number of super particles used in the simulations
Işıltılı gaz deşarj plazmalarının paralel particle in cell/Monte Carlo çarpışma yöntemi ile modellenmesi: Kullanılan süper parçacık sayısının simulasyon sonuçlarına olan etkileri
- Tez No: 383358
- Danışmanlar: ÖĞR. GÖR. TAHSİN ALİ ÇETİNKAYA, DOÇ. DR. İSMAİL RAFATOV
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Fizik ve Fizik Mühendisliği, Makine Mühendisliği, Computer Engineering and Computer Science and Control, Physics and Physics Engineering, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2013
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 106
Özet
Bu çalışmada ışıltılı gaz deşarj plazmaları için paralel Hücrede Parçacık / Monte Carlo Çarpışma (PIC/MCC) yöntemi kullanılarak nümerik kodlar geliştirilmiş ve doğrulanmıştır. Yöntem, süper parçacıkların Lorentz hareket denklemlerinin Poisson denkleminden elde edilen elektrik alan değeriyle beraber çözülmesine dayanır. Parçacıklar arası çarpışmalar Monte Carlo yöntemi ile modellenmiştir. Helyum ve argon gaz deşarj plazmaları için üretilen kodların geliştirilmesi ve doğrulanması, sub-cycling, null-collision ve paralel programlama gibi hızlandırıcı yöntemlerle ilgili bilgiler verilmiştir. Süper parçacık ağırlıklarının seçimi doğru ve verimli bir şekilde PIC analizlerinin yapılabilmesi için kritik öneme sahiptir. Bu çalışmamızda parçacık ağırlıklarının kapasitif radyo-frekans (RF) argon gaz deşarj plazma analiz sonuçlarına olan etkisi detaylı bir şekilde incelenmiştir. Ayriyeten, Townsend gaz deşarj örneği tamamen üç boyutlu (3D3v) bir MCC analizi ile tetkik edilmiş, transport parametreleri belirli bir indirgenmiş elektrik alan değeri (E/n) için hesaplanmış ve sonuçlar doğrulanmıştır. Son olarak da yabancı parçacıkların algılanması için kullanılan Çarpışmalı Elektron Spektroskopi (CES) yöntemi, modifiye edilmiş PIC/MCC ile modellenmiştir. Elektrik alan konfigürasyonunun elektron enerji dağılım fonksiyonuna (EEDF) olan etkileri helyum-argon gaz karışım plazmaları için araştırılmıştır.
Özet (Çeviri)
Parallel Particle in Cell/Monte Carlo Collision (PIC/MCC) numerical codes for glow discharge plasma simulations are developed and verified. The method is based on simultaneous solution of the Lorentz equations of motion of super particles, coupled with the Poisson's equation for electric field. Collisions between the particles are modeled by the Monte Carlo method. Development and validation of the helium and argon codes for gas discharge plasmas, speed up algorithms such as sub-cycling, null-collision methods and parallelization are described. Proper choice of super particle weighting is critically important in order to perform adequate and efficient PIC simulations of plasma. Herein, effects of particle weighting on the simulations of capacitive radio-frequency (RF) argon plasma discharges are studied in details. Furthermore, a Townsend gas discharge is modeled with full three-dimensional (3D3v) MCC approach, transport parameters are calculated for a specified range of reduced electric field (E/n), and the results are validated. Finally the collisional electron spectroscopy (CES) method for impurity detection, is modeled with a modified PIC/MCC model. The effect of electric field configuration on the electron energy distribution function (EEDF) is investigated for the helium-argon gas mixture plasmas.
Benzer Tezler
- Derivation of the parallel PIC/MCC numerical code and its application to the kinetic analysis of photoresonance plasma and the problem of identification of impurities within the PLES method
Paralel PIC/MCC nümerik kodunun oluşturulması ve fotorezonans plazmanın kinetik analizi ile yabancı maddelerin tespitinde kullanılan PLES metoduna uygulanması
CEMRE KUŞOĞLU SARIKAYA
Doktora
İngilizce
2017
Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İSMAİL RAFATOV
- Simulations on glow discharge: Development and validation of one-dimensional kinetic model by particle in cell/Monte Carlo collision method
Parıltılı deşarj üzerine simulasyonlar: Bir boyutlu kinetik modelin hücrede parçacık/Monte Carlo çarpışma yöntemiyle geliştirilmesi ve doğrulanması
ÖZGECAN TİRYAKİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERHAT ÇAKIR
- Atmosferik basınç plazma yarıiletken sistemler
Atmospheric pressure plasma semiconductor systems
SELÇUK UTAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Fizik ve Fizik MühendisliğiGazi ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HATİCE HİLAL KURT
- Yarıiletken malzemelerin bir mikroplazma hücredeki optik ve elektriksel davranışlarının incelenmesi
Examination of the optical and electrical behaviours of semiconductors in a microplasma cell
ERHAN ONGUN
Doktora
Türkçe
2024
Fizik ve Fizik MühendisliğiGazi ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HATİCE HİLAL YÜCEL
- Corrosion of ferritic steels in supercritical CO2 at 450 oC
Başlık çevirisi yok
MUHAMMET NASUH ARIK
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Fizik ve Fizik MühendisliğiUniversity of Wisconsin-MadisonDr. KUMAR SRIDHARAN