Программа:   Лазерная физика и квантовая оптика
Руководитель программы: проф. С.А. Пулькин
Кафедра Общей физики - 1
Научный руководитель: доц. А.А. Кудрявцев
Рецензент: проф. В.Ю. Карасев

Численное моделирование параметров плазмы ионных двигателей в кислороде и гексафториде серы
Очикова Зоя Сергеевна

Численное моделирование и расчет плазменных параметров является чрезвычайно важным, особенно в таких сложных средах, в отношении числа протекающих реакция в разряде, как элегаз (гексафторид среы). С его помощью можно установить наиболее характерные закономерности и особенности, а так же наиболее благоприятные условия возникновения разряда. И основываясь на анализе полученных результатов в дальнейшем сконструировать такую сложную систему как, например, ионный двигатель.
Для реализации этих задач была создана одномерная  модель в программном пакете Comsol Multiphysics на основе элегаза. Задавались следующие параметры: длина трубки 6мм, мощность источника  и давление от 10мТорр до 8Торр. В основе модели лежат самосогласованная система равнений концентраций для электронов (1) и тяжелых частиц (6), а также для энергии электронов (2):
,						(1)
,					     (2)
                   ,							(3)
где  и  - потоки электронов и энергии электронов соответственно, и  - объемные источники  плотности электронов и плотности энергии электронов соответственно. А потоки  и  задаются в диффузионно-дрейфовой форме:
,					(4)
,					(5)
где  и  - коэффициенты диффузии электронов и плотности энергии электронов, и  - подвижности электронов и энергии электронов соответственно. 
					(6)
В результате моделирования были выявлены основные закономерности для таких характеристик как: концентрации заряженных и нейтральных частиц, разность потенциалов на концах трубки, профили потенциалов в объеме плазмы, распределения диффузионных и дрейфовых составляющих потока, температура электронов, зависимость разности потенциалов от давления. Хотелось бы отметить, что была выявлена характерная особенность плазмы в элегазе при повышении давления, когда разность потенциалов начинает определяться не электронами, а ионами. Такое её поведение хорошо согласуется с теоретически выведенной формулой (7):
				(7)

Так же был проведен сравнительный анализ двух моделей, одна из которых была основана на кислороде, а другая – на элегазе. И выявлено, что в силу своей высокой электроотрицательности модель на гексафториде серы как ион-ионная плазма значительно лучше.

Список публикаций:
1.	Z.S. Burkova «Usage package comsol for the numerical nonstationary nonlocal plasma modeling», International Conference «Laser Optics 2012», (http://laseroptics.ru/)
2.	З. С. Буркова, А. С. Чирцов «Расширение возможностей программного пакета COMSOL для численного моделирования нестационарной нелокальной плазмы», XVIII Международная научно-методическая конференция «СОВРЕМЕННОЕ ОБРАЗОВАНИЕ: СОДЕРЖАНИЕ, ТЕХНОЛОГИИ, КАЧЕСТВО», (http://www.eltech.ru/)
3.	Burkova Zoya «Usage package COMSOL for the numerical nonstationary nonlocal plasma modeling», conference abstracts,  International Student Conference «Science and Progress», (http://www.phys.spbu.ru/)