等离子体模块更新

COMSOL Multiphysics® 5.4 版本为“等离子体模块”的用户引入了非麦克斯韦放电的全局建模功能,重新设计了玻尔兹曼方程,两项近似 接口,并新增了用于电容耦合等离子体的脉冲电激励。请阅读下文,进一步了解等离子体模块的新增功能。

非麦克斯韦放电的全局建模

现在,您可以在全局等离子体模型中使用玻尔兹曼方程的两项近似来计算电子能量分布函数 (EEDF)。当您为扩散 模型选择全局 时,系统会显示额外的选项用于计算 EEDF:

  • 玻尔兹曼方程,两项近似(线性)
  • 玻尔兹曼方程,两项近似(二次)

上述选项中的“线性”和“二次”是指用于计算 EEDF 的形函数阶次。当您选择其中一个选项时,系统还会显示更多选项用于离散能量空间。您必须单独使用名为 EEDF 初始化 的新研究对 EEDF 进行初始化。然后,将此研究得到的解作为常规瞬态 研究的初始条件。以下新模型使用了此特征:全局模型与两项玻尔兹曼方程耦合 (boltzmann_global_model_argon)。

重新设计的“玻尔兹曼方程,两项近似”接口

新版本的玻尔兹曼方程,两项近似 接口经过重新设计,现在仅支持用于零维组件。此接口可基于解(而非使用固定值)计算最大能量,因此求解更稳定。这意味着,对大范围平均能量的参数化扫描将在整个平均能量范围内产生更精确的结果。新增的结果 栏可供您更方便地定制在求解时生成的默认绘图。

以下模型使用了这一特征:

电容耦合等离子体的脉冲电激励

您现在可以模拟由脉冲激励(而非纯正弦激励)驱动的电容耦合等离子体。您可以使用等离子体,时间周期 接口实现这一功能,其中可以指定脉冲的闭合和断开周期数,以及上升到全功率和下降到零功率的周期数。此外,为了使脉冲信号离散达到最优效率,您可以选中为额外维度创建网格建议 复选框,通过该特征生成网格建议。以下新模型使用了此特征:“脉冲电容耦合等离子体”模型 (pulsed_ccp_discharge)。

新增物质组功能

等离子体,时间周期 接口中的物质组 功能可用于确保在涉及多种不同元素的化学反应中的质量完全守恒,这是正确模拟 Ar/N2 或 N2/O2 等气体混合物的必要条件。由于此功能在求解器执行的每次非线性迭代中都强制质量保持完全守恒,因此还可确保在求解问题时增加稳定性。

物质约束组 功能包含一个物质列表,即使在求解时也可以将质量分数约束为初始值。由于在模型开发过程中,您不再需要使物质和反应失活-再活化,此功能对于复杂的化学反应非常有用。物质可以随后在另一个研究中快速再活化,这意味着难以处理的(高活性)物质将根据物理上正确且收敛的初始解开始演变,而不是从“冷启动”开始。

新增教学案例

COMSOL Multiphysics® 5.4 版本新增了两个教学案例。