COMSOL Multiphysics^® 6.0 发布亮点

等离子体模块更新

COMSOL Multiphysics^® 6.0 版本为“等离子体模块”的用户引入了带电物质传递的自洽稳定性和非自洽稳定性、等离子体 接口的稳态和频域-稳态研究步骤，以及两项近似玻尔兹曼方程的时间依赖性。请阅读以下内容，进一步了解“等离子体模块”的更新。

自洽稳定性

等离子体 接口现在包含基于流线扩散的电子和离子输运方程的自洽稳定性。借助这一新功能，您可以求解电晕放电和流注等高佩克莱特数系统。您可以在点对面配置中的直流电晕放电和氮气中的双头流注模型中查看这一功能的应用演示。

2.5 ns 时的电子密度和等势线。

稳态和频域-稳态研究步骤

使用等离子体 接口时，您现在可以添加稳态和频域-稳态研究步骤。通过这些静态方法，您可以快速进行参数化处理，并方便地使用 COMSOL Multiphysics^® 中的现有优化技术。使用稳态求解器时，直流和 ICP 放电的计算时间大大缩短。ICP 反应器的线圈优化模型在优化线圈位置以提高等离子体均匀性时采用频域-稳态研究步骤。

通过初始设计（左）和优化设计（右）获得的电子的吸收功率。

提高平衡放电接口的稳定性

由于等离子体/流体属性以及求解器设置的变化，通过平衡放电 接口可以获得更快、更稳定的解。您可以在现有的电感耦合等离子体 (ICP) 炬模型以及两个新模型直流等离子体弧和等离子体脉冲电弧中体验这种改进的性能。

脉冲大电流部分的流体速度大小和流线。

两项近似玻尔兹曼方程的时间依赖性

玻尔兹曼方程，两项近似 接口现在可以使用瞬态 研究类型，可用于研究电场在碰撞时间尺度上会发生变化的问题。您可以在氙的瞬态负迁移率和负微分电导率效应模型中查看这一新功能的应用演示。

电子漂移速度随时间的演变。

新增教学案例

COMSOL Multiphysics^® 6.0 版本的“等离子体模块”引入了多个新的教学案例。

氮气中的双头流注

2.5 ns 时的电子密度和等势线。在向气体施加 52 kV/cm 初始电场的两个电极之间放置初始电子种子。正负流注向电极方向传播。

“案例库”标题：
streamer_2d
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点对面配置中的直流电晕放电

负离子数密度的空间分布。毫米级的椭圆形电极在发生电晕放电的位置产生高强度电场。接地平面放置在距离电晕电极 10 cm 的位置。带电物质的产生和输运用泊松方程自洽求解。

“案例库”标题：
point_to_plane_dc_corona
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直流等离子体弧

点对面配置中直流等离子体弧的等离子体温度空间分布。流经系统的大电流在几厘米的间隙内产生热等离子体。等离子体被视为导电流体介质，并通过磁流体动力学方法进行建模。

“案例库”标题：
plasma_dc_arc
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等离子体脉冲电弧

点对面配置的等离子体脉冲电弧上脉冲大电流部分的流体速度大小和流线。流经系统的大电流在几厘米的间隙内产生热等离子体，会在间隙内产生 100 m/s 的流量。

“案例库”标题：
plasma_pulsed_arc
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ICP 反应器的线圈优化

通过优化设计获得的 ICP 反应器中电子的吸收功率。该模型介绍如何利用形状优化来设计 ICP 反应器的线圈，以获得底面的等离子体均匀性和离子通量；这是通过最小化反应器中心的电子密度梯度来实现的。

“案例库”标题：
icp_coil_optimization
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氙的瞬态负迁移率和负微分电导率

电子漂移速度随时间的演变。该模型介绍氙的瞬态负迁移率和负微分电导效应研究，您可以使用两项近似的稳态和瞬态玻尔兹曼方程来计算电子能量分布函数。

“案例库”标题：
transient_negative_mobility
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