Чисельне дослідження кінетики заряджання частинки на основі кінетичного рівняння Батнагара−Гросса−Крука
An investigation of charging a spherical particle in partially ionized nonisothermal plasma is carried out on the basis of the numerical solution of the BGK (Bhatnagar–Gross–Krook) model kinetic equation. Stationary values of the particle charge and the electron and ion currents are calculated for v...
Gespeichert in:
| Datum: | 2022 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Englisch |
| Veröffentlicht: |
Publishing house "Academperiodika"
2022
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2022137 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Ukrainian Journal of Physics |
Institution
Ukrainian Journal of Physics| _version_ | 1863131465790783488 |
|---|---|
| author | Semenov, I.L. Zagorodny, A.G. Krivtsun, I.V. |
| author_facet | Semenov, I.L. Zagorodny, A.G. Krivtsun, I.V. |
| author_sort | Semenov, I.L. |
| baseUrl_str | https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2022-02-16T19:56:06Z |
| description | An investigation of charging a spherical particle in partially ionized nonisothermal plasma is carried out on the basis of the numerical solution of the BGK (Bhatnagar–Gross–Krook) model kinetic equation. Stationary values of the particle charge and the electron and ion currents are calculated for various collisional regimes. It is verified that, for the strongly collisional regime, the effective potential has a Coulomb form at large distance from the particle surface. A new BGK-type model for binary gas mixtures is proposed. It is shown that this model satisfies all the basic properties of Boltzmann collision integrals including the correct exchange coefficients. A high-order implicit numerical method for solving the kinetic equations is developed. The method is conservative with respect to the collision integrals for arbitrary values of the Knudsen number. |
| doi_str_mv | 10.15407/ujpe56.2.138 |
| first_indexed | 2025-10-02T01:18:33Z |
| format | Article |
| id | ujp2-article-2022137 |
| institution | Ukrainian Journal of Physics |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | English |
| last_indexed | 2025-10-02T01:18:33Z |
| publishDate | 2022 |
| publisher | Publishing house "Academperiodika" |
| record_format | ojs |
| spelling | ujp2-article-20221372022-02-16T19:56:06Z Numerical Study of Grain Charging Kinetics on the Basis of BGK Kinetic Equation Чисельне дослідження кінетики заряджання частинки на основі кінетичного рівняння Батнагара−Гросса−Крука Semenov, I.L. Zagorodny, A.G. Krivtsun, I.V. - - An investigation of charging a spherical particle in partially ionized nonisothermal plasma is carried out on the basis of the numerical solution of the BGK (Bhatnagar–Gross–Krook) model kinetic equation. Stationary values of the particle charge and the electron and ion currents are calculated for various collisional regimes. It is verified that, for the strongly collisional regime, the effective potential has a Coulomb form at large distance from the particle surface. A new BGK-type model for binary gas mixtures is proposed. It is shown that this model satisfies all the basic properties of Boltzmann collision integrals including the correct exchange coefficients. A high-order implicit numerical method for solving the kinetic equations is developed. The method is conservative with respect to the collision integrals for arbitrary values of the Knudsen number. Проведено дослідження заряджання сферичної частинки в частково іонізованій неізотермічній плазмі на основі чисельного розв'язку модельного кінетичного рівняння Батнагара–Гросса–Крука. Визначено стаціонарні значення заряда частинки, електронного та іонного струмів для різних режимів зіткнень. Показано, що в континуальному режимі ефективний потенціал має кулонівський вигляд на великих відстанях від частинки. Запропоновано нову модель БГК типу для бінарної суміші газів. Показано, що дана модель задовольняє основні властивості інтегралів зіткнень Больцмана, включаючи коректні рівняння переносу. Розроблено неявну схему високого порядку точності для розв'язку кінетичного рівняння. Показано, що метод є кінетично консервативним при довільних значеннях числа Кнудсена. Publishing house "Academperiodika" 2022-02-16 Article Article Peer-reviewed Рецензована стаття application/pdf https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2022137 10.15407/ujpe56.2.138 Ukrainian Journal of Physics; Vol. 56 No. 2 (2011); 138 Український фізичний журнал; Том 56 № 2 (2011); 138 2071-0194 2071-0186 10.15407/ujpe56.2 en https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2022137/2394 |
| spellingShingle | - Semenov, I.L. Zagorodny, A.G. Krivtsun, I.V. Чисельне дослідження кінетики заряджання частинки на основі кінетичного рівняння Батнагара−Гросса−Крука |
| title | Чисельне дослідження кінетики заряджання частинки на основі кінетичного рівняння Батнагара−Гросса−Крука |
| title_alt | Numerical Study of Grain Charging Kinetics on the Basis of BGK Kinetic Equation |
| title_full | Чисельне дослідження кінетики заряджання частинки на основі кінетичного рівняння Батнагара−Гросса−Крука |
| title_fullStr | Чисельне дослідження кінетики заряджання частинки на основі кінетичного рівняння Батнагара−Гросса−Крука |
| title_full_unstemmed | Чисельне дослідження кінетики заряджання частинки на основі кінетичного рівняння Батнагара−Гросса−Крука |
| title_short | Чисельне дослідження кінетики заряджання частинки на основі кінетичного рівняння Батнагара−Гросса−Крука |
| title_sort | чисельне дослідження кінетики заряджання частинки на основі кінетичного рівняння батнагара−гросса−крука |
| topic | - |
| topic_facet | - - |
| url | https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2022137 |
| work_keys_str_mv | AT semenovil numericalstudyofgrainchargingkineticsonthebasisofbgkkineticequation AT zagorodnyag numericalstudyofgrainchargingkineticsonthebasisofbgkkineticequation AT krivtsuniv numericalstudyofgrainchargingkineticsonthebasisofbgkkineticequation AT semenovil čiselʹnedoslídžennâkínetikizarâdžannâčastinkinaosnovíkínetičnogorívnânnâbatnagaragrossakruka AT zagorodnyag čiselʹnedoslídžennâkínetikizarâdžannâčastinkinaosnovíkínetičnogorívnânnâbatnagaragrossakruka AT krivtsuniv čiselʹnedoslídžennâkínetikizarâdžannâčastinkinaosnovíkínetičnogorívnânnâbatnagaragrossakruka |