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■論文No. 1488
■ページ数 91ページ
■発行日
2020/06/17
■タイトル

放電・プラズマ気相シミュレーション技法

■タイトル(英語)

Technical Report on Techniques for Gas-Phase Simulations of Electric Discharges and Plasmas

■著者名 放電・プラズマ気相シミュレーション技法調査専門委員会
■著者名(英語) The AED1099 investigating R&D committee on techniques for gas-phase simulations of electric discharges and plasmas
■価格 会員 ¥3,049 一般 ¥4,356
■書籍種類 技術報告
■グループ名 【A】基礎・材料・共通部門
■本誌掲載ページ ページ
■キーワード 放電,プラズマ,気相反応,シミュレーション,ソフトウェア/electric discharge, plasma, gas-phase reaction, simulation, software
■要約(日本語) 放電・プラズマシミュレーションに取り入れられている物理的・化学的現象のモデリング法や具体的数値計算技術について,主に気相における電子,分子,イオン,化学活性種などの微視的振る舞いとプラズマの巨視的な反応の観点から詳解する。また,いくつかのフリーないし市販のシミュレーションソフトウェアの用例を示す。
1章「シミュレーションの諸技法」では電子エネルギー分布・速度分布,プラズマの空間分布の計算法であるボルツマン方程式解析,モンテカルロ法,プロパゲータ法,流体モデルシミュレーションの原理について説明する。
2章「各種プラズマのシミュレーション事例」では,前半で最近の先進的計算事例として,流体モデルを用いた誘電体バリア放電,ストリーマ,エッチング/化学気相堆積,熱プラズマのシミュレーション例,および,粒子モデルを用いたイオン挙動のシミュレーション例を示す。また,2章後半では気相に影響する諸過程として,固体表面における二次電子放出,誘電体表面の蓄積電荷,エッチング,気液界面,気相中の光電離を取り上げて説明し,併せてプラズマ駆動条件が気相に与える影響について述べる。
3章「市販/フリープログラム使用例」では,BOLSIG+,CFD-ACE+ Suite,COMSOL Multiphysics,FLUENT/JMAG,VSim,PEGASUS,STAR-CCM+による計算例を示す。
■要約(英語) This report presents details on modeling of physical and chemical phenomena and numerical techniques adopted in simulations of electric discharge plasmas mainly from a viewpoint of microscopic behavior of electrons, molecules, ions, and reactive species in gas phase and macroscopic plasma reactions, and introduces some example simulations. Chapter 1 "Simulation Methods" introduces principles of Boltzmann equation analyses, Monte Carlo simulations, propagator methods, and fluid-model simulations, which are well-established typical computational schemes for the electron energy/velocity distribution function and spatial distributions of plasmas. Chapter 2 "Examples of Plasma Simulation" presents latest advanced fluid simulations of dielectric barrier discharges, streamer discharges, processing plasmas (etching and chemical vapor deposition), and thermal plasmas, and particle simulations of ion behavior in plasmas. In addition, various effects that affect gas-phase reactions are explained; secondary electron emission from solid surfaces, accumulated charge on dielectric surfaces, phenomena at gas-liquid interface, photo-ionization, and general plasma operating conditions. Chapter 3 "Demonstrations of commercial and free application programs" presents practical examples of plasma simulations using BOLSIG+, CFD-ACE+ Suite, COMSOL Multiphysics, FLUENT/JMAG, VSim, PEGASUS, and STAR-CCM+.
■版 型 A4

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