Derivation of the parallel PIC/MCC numerical code and its application to the kinetic analysis of photoresonance plasma and the problem of identification of impurities within the PLES method
Paralel PIC/MCC nümerik kodunun oluşturulması ve fotorezonans plazmanın kinetik analizi ile yabancı maddelerin tespitinde kullanılan PLES metoduna uygulanması
- Tez No: 474897
- Danışmanlar: DOÇ. DR. İSMAİL RAFATOV
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
1d3v PIC/MCC numerik kodu yük boşalımlı plazma simülasyonu için geliştirilmiştir. Kodun verimi, kod OpenMPI ile paralel hale getirilerek arttırılmıştır. Kodun uygulanabilirliğini doğrulamak için, RF kapasitif ışın boşalımı şartları kullanılarak, simülasyon sonuçları, yayınlanmış sonuçlarla karşılaştırılarak uyumlu olduğu ispatlanmıştır. Bir süper parçacığın içerdiği gerçek parçacık sayısının ve Courant sayısının hesaplanan plazma özelliklerine etkisi incelenmiş ve nümerik metodun bu parametrelere göre yakınsaması gösterilmiştir. Daha sonra, PIC/MCC kodu, sodyum buharında fotorezonans plazmanın oluşumunun analizi için uygulanmıştır. Temel plazma parametreleri (EEDF, IEDF, atomik ve moleküler iyon ve elektron yoğunlukları, elektrik alan ve potansiyel gibi) incelenmiştir. PIC/MCC simülasyon sonuçları akışkan modelinden elde edilen sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Sonuçta, elektron yoğunluğu ve potansiyel profilinde düzgün olmayan bir dağılım gözlenmiştir ve bu durum fotorezonans plazmanın fotoelektrik dönüştürücü olarak kullanılabilirliğini göstermektedir. Son olarak, PIC/MCC kodu, yabancı maddelerin tespitinde kullanılan plazma elektron spektroskopisi (PLES) metoduna uyarlanmıştır. Az miktarda argon takviye edilmiş helyum gazı için DC ışınımlı deşarj simülasyonu yapılmıştır. Nümerik sonuçların, lokal olmayan EEDF oluşumunun teorik analizi ve mevcut deneysel datalar ile uyumlu olduğu ve PLES metodunun uygulanabilirliği ve sınırlamaları ile operasyonel parametrelerinin optimizasyonu hakkında yararlı bilgiler sağladığı gözlenmiştir.
Özet (Çeviri)
1d3v Particle in Cell/Monte Carlo Collision (PIC/MCC) code for numerical simulations of gas discharge plasma was developed. The efficiency of the code was increased by its parallelization using Open MPI. In order to verify the applicability of the code, the benchmark tests were performed under the RF capacitively coupled discharge conditions. The effects of the particle weighting and the Courant number on the computed plasma properties were examined and the convergence of the numerical method with respect to these parameters was demonstrated. Next, the PIC/MCC code was applied to the analysis of formation of photoresonance plasma sustained in sodium vapor. The basic plasma parameters (such as the electron energy distribution function (EEDF), ion energy distribution function (IEDF), atomic and molecular ion and electron densities, the electric field and potential) were studied. Results of the PIC/MCC simulations were compared to those obtained from the fluid model. Simulations revealed a strong spatial nonuniformity in the electron density and the electric potential over the computational domain that provides an evidence in favour of photovoltaic conversion of light energy into electrical energy. Finally, the study was focused on the problem of detection and identification of impurities in the nonlocal plasma of gas discharge within the Plasma Electron Spectroscopy (PLES) method. PIC/MCC simulations were carried out for DC glow discharge in helium doped with a small amount of argon. Numerical results were found to be consistent with the theoretical analysis of formation of non-local EEDF and existing experimental data, and providing useful insight into the applicability and limitations of the PLES method and optimization of its operational parameters.
Benzer Tezler
- Zorlamalı akışta minimum entropi üretim için nükleer yakıt demeti geometrisi
Başlık çevirisi yok
M.GÜRKAN ARIGA
- Genel amaçlı biopotansiyel kuvvetlendirici
General purposes biomedical signal amplifying
CEYHUN SEZEN
Yüksek Lisans
Türkçe
1992
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiDOÇ. DR. MEHMET KORÜREK
- Gemi etrafındaki sınır tabakanın incelenmesi
A Study on the boundary layer surrocnding ship hulls
BARIŞ BARLAS
- Introducing MEMO: Real time sound synthesis as a tool for interactive music system development
MEMO: Eş zamanlı ses sentezi kullanan etkileşimli doğaçlama sistemi
MEHMET KORKMAZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Müzikİstanbul Teknik ÜniversitesiMüzik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ GÖKHAN DENEÇ
DR. KONSTANTINOS VASILAKOS
- Analytical derivation of stiffness in redundantly actuated planar parallel mechanisms
Fazladan tahrikli düzlemsel paralel mekanizmaların katılıklarının analitik türetimi
ÖMER HALUK BAYRAKTAR
Doktora
İngilizce
2016
Makine MühendisliğiMarmara ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDÜLKERİM KAR
YRD. DOÇ. DR. NAMIK ÇIPLAK