导读:本文包含了等离子体鞘层论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:等离子体,声速,湍流,电磁,探针,介质,反射。
等离子体鞘层论文文献综述
赵晓云,张丙开,王春晓,唐义甲[1]（2019）在《电子的非广延分布对等离子体鞘层中二次电子发射的影响》一文中研究指出采用一维流体模型研究了非广延分布电子对等离子体鞘层中二次电子发射的影响.通过数值模拟,研究了非广延分布电子对考虑二次电子发射的等离子体鞘层玻姆判据、器壁电势、器壁二次电子临界发射系数以及等离子体鞘层中二次电子密度分布的影响.研究结果发现,当电子分布偏离麦克斯韦分布(q=1,广延分布)时,非广延参量q的改变对器壁二次电子发射有着重要的影响.不论电子分布处于超广延(q <1),还是处于亚广延状态(q> 1),随着非广延参量q的增加,都会出现鞘边临界马赫数跟着减小,同时对于随着二次电子发射系数的增加,临界马赫数跟着增加.器壁电势随着参量q的增加而增加.器壁二次电子临界发射系数则随着非广延参量的增加而减小,并且等离子体中所含的离子种类质量数越大,非广延参量的变化对器壁二次电子临界发射系数的值影响越小.此外,随着非广延参量的增加,鞘层厚度减小,鞘层中二次电子数密度增加.通过对数值模拟结果分析,发现电子分布处于超广延分布状态对等离子体鞘层中二次电子发射特性的影响要比电子处于亚广延分布状态要更明显.(本文来源于《物理学报》期刊2019年18期）
吕春静,韩一平[2]（2019）在《高超声速湍流等离子体鞘套中的高斯光束漂移特性》一文中研究指出为了研究高斯光束在高超声速湍流等离子体鞘套中的漂移特性,分析了不同时刻高超声速Apollo返回舱3维流场中温度和压强的变化规律,并根据广义惠更斯-菲涅尔原理,采用快速傅里叶变换的功率反演法,利用随机相位屏模拟等离子体鞘套中的湍流,对高斯光束在高超声速湍流等离子体鞘套中的漂移特性进行了数值仿真和统计分析。结果表明:等离子体鞘套中的湍流强度量级集中在10~(-8)～10~(-10);传输距离越大,高斯光束的光斑漂移距离越大,漂移方差也越大。(本文来源于《现代应用物理》期刊2019年02期）
吕春静,韩一平[3]（2019）在《湍流等离子体鞘套中高斯光束的传播特性分析》一文中研究指出为了研究高斯光束在湍流等离子体鞘套中的传输特性,根据广义惠更斯-菲涅耳原理,采用基于快速傅里叶变换的功率谱反演法,用多随机相位屏来模拟湍流带来的影响.根据超声速飞行器绕流等离子体流场厚度在厘米级别的特点,光束在两个相位屏之间的传输过程中采用菲涅耳衍射积分的两次快速傅里叶变换算法(double fast Fourier transform algorithm),利用多随机相位屏模拟等离子体鞘套湍流对光束传输产生的影响,解决了多随机相位屏模拟湍流研究中的超短距离传输问题.当飞行高度为45 km,飞行速度为18马赫时,通过对超声速飞行器绕流等离子体流场的统计分析,发现在此飞行条件下折射率起伏方差的强度范围10~(–11)—10~(–14).对高斯光束在湍流等离子体流场中的传输特性进行了数值仿真.结果表明:在等离子体鞘套湍流中折射率起伏强度、波长、传输距离等都是影响高斯光束质量的重要因素.折射率方差越大,传输距离越长,光斑弥散越严重,光强起伏越大,光强减弱也越明显.光束的波长越长,高斯光束抑制湍流的能力越强,光斑弥散程度越小,光强起伏也越小.(本文来源于《物理学报》期刊2019年09期）
贾洁姝,梁子长,何鸿飞[4]（2018）在《等离子体鞘套电磁散射特性的场离散蒙特卡罗仿真》一文中研究指出采用场离散的蒙特卡罗方法,对超高速目标等离子体电磁散射进行仿真研究。采用流场网格,根据电磁分布参数,对电磁波粒子进行运动轨迹仿真。根据反射粒子的统计参数,进行电磁特性的计算,这种计算方法耗时与频率相关性较低,便于并行计算,从而实现等离子体覆盖的电大尺寸目标的电磁散射特性的快速计算。在此基础上,计算了钝锥体超高速目标的电磁散射特性,给出了RCS缩减和增强机理。(本文来源于《制导与引信》期刊2018年03期）
李建泉[5]（2018）在《发射探针技术及等离子体鞘层结构实验研究》一文中研究指出现有的静电探针理论无法实现对等离子体的定量准确性测量,其主要原因是等离子体鞘层结构尚不完全清楚。现有的等离子体理论以及鞘层理论在描述鞘层边界附近区域方面都具有一定的局限性:等离子体和鞘层在边界处的电场强度不连续。为了解决等离子体与鞘层在边界处电场不连续的问题,部分学者提出在等离子体和鞘层之间引入过渡区来平滑地连接二者,而其他学者则认为鞘层与等离子体的边界电场应该定义为TeD。鞘层边界问题至今悬而未决的主要原因就是准确的鞘层诊断实验数据不足。为此,本文考虑从等离子体鞘层结构的发射探针诊断入手展开研究,为解决鞘层结构问题并进一步解决静电探针诊断的定量准确性问题建立基础。诊断鞘层结构的难点在于鞘层边界附近区域电势分布的准确测量,因为这一区域的电势变化通常很小(～1 V),因此所采用的电势测量技术需要拥有很高的测量精度(～0.1 V),而现有的发射探针诊断技术均不能达到这样的测量精度。为此,本文首先对空间电势的发射探针诊断技术进行研究,提出了一种改进的发射探针零发射极限拐点电势法,即通过线性外推发射探针I-V特性曲线的拐点电势(Vip)与探针加热电流(Iht)的曲线至电子发射电流(Iemis,)为零处,所获得的电势即为准确的等离子体空间电位。双极板空间轴线的真空电势分布测量实验显示该方法对于空间电势的测量精度能够达到0.1 V,为准确测量鞘层电势分布提供了保证。由于改进的零发射极限拐点电势法自身繁琐的操作步骤,手动执行该方法进行等离子体鞘层电势分布测量,往往会因为工作量大、测量时间久而难以实现。因此,基于改进的零发射极限拐点电势法,本文自主研发了自动发射探针诊断装置。该装置能够自动给发射探针施加和调节加热电流和探针偏压,自动获取并分析实验数据,快速给出测量结果,显着提高了利用发射探针测量空间电势的工作效率。利用自动发射探针诊断装置进行负阴极鞘层电势分布测量,结合相关的理论对实验数据进行拟合分析,结果表明:鞘层与预鞘层之间存在一个过渡区域,鞘层中的电势分布满足Child定律鞘层电势分布表达式,预鞘层中的电势分布满足相应的预鞘层电势分布表达式,过渡区与预鞘层边界处的电场强度满足过渡区鞘层理论的鞘层边界条件,证实了鞘层过渡区理论关于鞘层边界电场的正确性。此外,本文利用发射探针对较高气压环境中的空间电势测量进行探索。较高气压环境中的真空电势测量以及微波ECR氩气等离子体空间电位测量实验表明:改进的零发射极限拐点电势法能够可靠测量气压低于350 Pa的空间电势。在高于350 Pa的环境中,由于真空室中氧含量较多,钨丝发射探针极易烧断,从而无法完成有效的空间电势测量。发射探针的较高气压空间电势可靠测量实验为今后的碰撞鞘层结构研究建立了基础。(本文来源于《大连理工大学》期刊2018-09-03）
孙浩宇[6]（2018）在《基于时域有限差分方法的等离子体鞘套与电磁波相互作用的研究》一文中研究指出近年来,临近空间高超声速飞行器由于在军事领域的潜在战略价值和在商业通信领域的潜在应用价值,吸引了越来越多的国内外学者的关注。当高超声速飞行器重返地球大气层时,由于飞行器头部的气体被压缩而在飞行器头部形成弓形脱体激波,同时通过与周围空气的剧烈摩擦,飞行器的大量动能转化为热能,导致周围空气温度急剧升高,引起空气各组分之间发生如离解和电离等在内的化学反应。另外,飞行器表面隔热材料在受热情况下出现烧蚀,产生的烧蚀产物随流体流动释放到飞行器周围的流场中。最终,在飞行器周围形成了由大量自由电子、离子和中性粒子组成的等离子体鞘套或再入等离子体。等离子体鞘套是非磁化、低温、弱电离的,在宏观尺度上呈电中性,它影响飞行器与地面基站之间的电磁通信,造成遥测和通信故障甚至“黑障”。同时,等离子体鞘套引起的对电磁波的反射、折射和衰减改变了高超声速飞行器的雷达散射特性,影响了再入飞行器的目标识别与跟踪。因此,对电磁波与等离子体鞘套之间的相互作用机理展开研究具有重要的意义。本文在传统FDTD迭代公式基础上,给出了高阶FDTD的差分格式,并针对高阶FDTD(2,4)的时间离散间隔、Courant稳定性条件、数值色散以及数值各向异性进行了分析。结果表明相比于传统的FDTD方法,高阶FDTD(2,4)不仅在数值精度上有优势,而且在数值引起的各向异性影响更小。在对比了处理色散介质中电磁波传播问题的PLRC-FDTD方法和ADE-FDTD方法的优劣后,将高阶FDTD差分格式引入ADE-FDTD中得到高阶ADE-FDTD(2,4)方法。通过计算等离子体的后向散射结果对比分析了ADE-FDTD与高阶ADE-FDTD(2,4)的计算精度,数值结果表明,后者与Mie理论的计算结果吻合得更好。在建立目标模型的FDTD电磁网格时,本文采用基于射线追踪的质心坐标求交法,对FDTD网格射线与模型表面的叁角面元进行相交检测,然后生成常规FDTD网格以及共形FDTD网格。相比于以往的方法,本文所采用的方法不需要预先计算叁角面元所在的平面方程,因而能够更快速地判定射线与叁角面元是否相交。而且由于只需要存储叁角面元的顶点信息,而不需要存储叁角面元的面法向量等信息,因而质心坐标求交法所能节省的内存,根据模型的大小以及叁角面元所共用的顶点数量,从大约25%到50%不等。以叁维金属钝锥和金属球模型为再入目标,采用双温度模型和七组元化学反应模型对高超声速再入目标绕流流场进行求解。分析不同飞行高度和飞行速度下的钝锥以及球体周围绕流流场中的电离度、德拜长度、等离子体频率与碰撞频率等各项等离子体特性参数的分布特点,为后续研究分析高超声速绕流流场对再入目标电磁散射的影响提供基础。从等离子体的相对介电常数的实部与虚部以及折射率的实部与虚部与入射电磁波频率、等离子体频率和碰撞频率的关系出发,研究电磁波与等离子体的相互作用机理。以叁维金属钝锥模型和金属球模型为高超声速再入目标,研究不同飞行场景下的等离子体鞘套对再入目标的电磁散射特性的影响。数值结果表明,等离子体鞘套对再入目标的电磁散射特性的影响大致可以分为增强段、衰减段和平稳段等叁个阶段。在增强段(频率约1.5GHz以下),等离子体鞘套会增大目标的电磁散射特性;在衰减段(频率1.5GHz~14GHz的范围内),由等离子体引起的电磁波的折射和衰减随着入射波频率的提高而增强,从而导致等离子体绕鞘套会减小目标的电磁散射特性,这也意味着等离子体鞘套对再入目标具有一定的隐身作用;在平稳段(频率14GHz以上),等离子体鞘套对再入目标的电磁散射特性影响较小。(本文来源于《西安电子科技大学》期刊2018-09-01）
李泽[7]（2018）在《基于多频点反射法的等离子体鞘套参数分布探究》一文中研究指出高超声速飞行器再入过程中,会在飞行器表面产生“等离子体鞘套”。等离子体鞘套会对电磁波产生不同程度的反射衰减和吸收衰减,使通信质量恶化,严重时甚至会导致通信中断,产生“黑障”现象。如果能测量鞘套的参数分布,预估等离子体鞘套对信号传输的影响并对信号进行预处理,便能够削弱等离子体鞘套对信号传输的影响。本文在等离子体鞘套电磁波传播理论研究的基础上,提出了基于反射信号幅频特性的多频点反射法。通过实时测量多个频点反射信号的幅度和相位信息实现了等离子体鞘套的参数分布估计。主要研究内容和贡献如下:(1)采用等效波阻抗法探究了不同等离子体鞘套参数分布下的信号传输规律,为反射信号提取方案的可靠性验证以及多频点反射法提供理论依据;(2)设计了基于定向耦合器的反射信号在线测量的方案,并通过ADS与CST联合仿真的方法验证了方案的可行性。通过不同等离子体鞘套参数下的信号传输规律,得到可通过透射与反射信号对等离子体参数进行测量的结论。针对透射信号存在要通过长距离的传输,到达地面接收站信号功率极弱的缺点,而反射信号通过等离子体后不存在长距离传输的问题,提出了通过反射信号估计等离子体鞘套参数的方法。在CST中对等离子体和天线建模仿真,获得不同等离子体参数分布下天线的S参数。将包含天线S参数的二端口网络导入ADS的信号测量系统,在ADS中采用瞬态仿真的方法提取时域信号,并对时域信号进行傅里叶变换获得信号的频域幅度和相位信息;(3)设计基于多频点反射信号的等离子体电子密度分布的诊断方法。不同参数分布的等离子体鞘套对信号传输的影响各不相同,为了削弱等离子体对信号的影响,在进行信号预处理时,需要实时测量等离子体鞘套的参数分布。针对现有的微波反射法具有时延的问题,提出了多频点反射法测量鞘套参数分布的方法,该方法硬件易于实现,并且具有时间同步性。不同频点的电磁波会在不同电子密度临界面发生全反射,因而各频点反射信号的幅度相位不相同。通过几何光学近似法计算反射信号在整个传输过程中的相位变化量,并通过相位变化反推得到各频点发生全反射的位置,同时计算得到不同鞘套位置处的密度大小。根据国外飞行试验测量结果,鞘套电子密度近似服从双高斯分布,将不同位置和各位置处的电子密度大小通过高斯分布拟合获得整个鞘套上升沿的密度分布。(本文来源于《西安电子科技大学》期刊2018-06-01）
杜报[8]（2018）在《激光等离子体Betatron辐射产生与鞘层电场诊断的数值研究》一文中研究指出在强场物理中,超强激光与低密度等离子体相互作用为新的高能电子源和高亮度辐射源提供了实现平台。其中,最具代表性的应用是电子在尾波场中的加速和辐射产生。为了获得能量更高、能散更小、电量更大的粒子加速以及更高强度的辐射,需要对电子的加速和注入机制提出创新和优化。同时,作为强场物理的另一重要组成,激光与超临界密度等离子体相互作用中的鞘层质子加速,一直以来因诊断方法的限制而无法获得鞘层电场的空间结构。在阐述分析电子在尾波场的注入和加速机制以及强场物理中的电场诊断方法后,通过解析和数值模拟的方法,本文主要对以下叁个方面进行了研究:1)解析分析了圆偏振激光与等离子体相互作用中,外加轴向磁场对尾波场内俘获电子与激光之间betatron共振的影响机制,发现外加轴向磁场可以通过调制电子的betatron振荡频率来对依赖共振的激光直接加速过程产生作用。当外加磁场逆着自生轴向磁场时,电子的共振加速和betatron辐射均被增强。同时,因为轴向磁场对俘获电子螺旋运动的径向约束作用,电子的俘获效率也得到了提升,这进一步增强了产生的硬X射线辐射强度。我们也使用数值模拟的方法予以了验证。2)分析separatrix发现,在二维情况下,在尾波场横向边缘附近实现注入对电子能量的要求达到最低。我们通过PIC数值模拟的办法,研究了使用尾波场对外源发射的低能电子束进行加速的可能性。发现,尾波场可以将常见的外源低能MeV电子加速到158 MeV的高能量,同时并具有2.9%的低能散。我们同时也观察了这种电子在尾波场中betatron振荡产生的软X射线辐射。3)数值研究发现,利用高能发散质子束对超强局域鞘层电场进行照相,可以有效避免探针质子束的轨迹交叉问题,并使得探测面上的密度扰动满足线性条件。因为鞘层电场具有柱对称性,我们使用这种线性的密度扰动,并借助Abel逆变换的办法,反演重建了超强局域鞘层电场的叁维结构,同时对位置错移问题进行了修正。发现重建的电场与原PIC模拟的电场相比,峰值电场误差只有约23%,电场厚度误差只有约8%,且峰值位置、空间结构吻合良好。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2018-05-10）
魏赛美,石振刚[9]（2018）在《外加电场法改变等离子体鞘套电子密度》一文中研究指出为解决空间飞行器在高空稀薄大气层内高速飞行时产生的等离子体鞘套会在某一个高度范围内引起飞行器与目地面之间通信中断的问题,提出了外加电场改善等离子体鞘套电子密度的方法,通过建立动力学方程从信号链路角度出发通过仿真对比分析了在等离子体鞘套层外加电场与未加电场时在不同频率电磁波为变量的基础上进行衰减损耗的比较,从而探讨外加电场法降低鞘套边界层电子密度方案的可行性,研究如何减弱等离子体对电磁波的衰减作用具有重要作用。(本文来源于《科技创新导报》期刊2018年13期）
曾啸风[10]（2018）在《再入飞行物及等离子体鞘套的建模与散射分析》一文中研究指出飞行器进入外太空后再次返回地球大气层的过程称为再入过程,这种飞行器也称为再入体。由于再入体在大气中以超高的速度飞行(最高可达24马赫),其四周尤其是迎风面会发生强烈的空气压缩效应并形成脱体激波。脱体激波与大气之间存在强烈的粘性摩擦作用,使得再入体周围的空气温度迅速升高。这种高温会导致空气的离解和电离,再入体表面的防热材料也会被烧蚀,再入体因此被这种高温、峰值电子密度为10~(13)10~1 ~6cm~(-3)的电离层包围。这个电离层又称为等离子体鞘套,它会对电磁信号的传输以及电磁散射特性产生重要的影响。本文以无线电衰减测量实验(RAM)中的钝头锥体模型(代号RAM C-II)为主要研究对象,研究内容可分为两大部分,第一部分为对Navier-Stokes方程进行了数值求解并得出再入体的流场数据;第二部分则计算了各种不同因素变化下再入体电磁散射数据,分析了等离子体鞘套对再入体电磁散射特性的影响。对于再入体流场部分,本文选择双温度模型来描述粒子热力学状态,并采用Park的7组分化学反应模型来描述气体各组分的离解、电离过程。采用带化学源项的Naiver-Stokes方程组描述再入体在再入过程中其周围出现的热化学非平衡绕流流场,并利用通量差分分裂数值方法求解方程。本文针对RAM C-II的实验数据进行了相同飞行状况的模拟计算,模拟结果与实验数据吻合良好,验证了流场计算的可靠性。本文还模拟计算了RAM C-II在不同飞行状态下的流场参数,研究了飞行高度、飞行速度对流场参数的影响。对于电磁散射部分,首先分析了不同飞行状态对再入体流场的等离子体频率及碰撞频率的影响,并利用数值模拟得到的流场数据计算获得了不同状态下的等离子体鞘套的介电参数。针对流体网格与电磁网格的差异,本文介绍了一种网格信息转换的方法,将流体网格上的相对介电常数数据转换到电磁网格上。最后本文计算了目标的雷达散射截面,研究了等离子体鞘套对散射特性的影响。本文还对比了了不同飞行状态、不同入射波频率以及不同角度下的雷达散射截面,研究了这些因素对再入体散射特性的影响。(本文来源于《电子科技大学》期刊2018-03-30）
等离子体鞘层论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
为了研究高斯光束在高超声速湍流等离子体鞘套中的漂移特性,分析了不同时刻高超声速Apollo返回舱3维流场中温度和压强的变化规律,并根据广义惠更斯-菲涅尔原理,采用快速傅里叶变换的功率反演法,利用随机相位屏模拟等离子体鞘套中的湍流,对高斯光束在高超声速湍流等离子体鞘套中的漂移特性进行了数值仿真和统计分析。结果表明:等离子体鞘套中的湍流强度量级集中在10~(-8)～10~(-10);传输距离越大,高斯光束的光斑漂移距离越大,漂移方差也越大。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
等离子体鞘层论文参考文献
[1].赵晓云,张丙开,王春晓,唐义甲.电子的非广延分布对等离子体鞘层中二次电子发射的影响[J].物理学报.2019
[2].吕春静,韩一平.高超声速湍流等离子体鞘套中的高斯光束漂移特性[J].现代应用物理.2019
[3].吕春静,韩一平.湍流等离子体鞘套中高斯光束的传播特性分析[J].物理学报.2019
[4].贾洁姝,梁子长,何鸿飞.等离子体鞘套电磁散射特性的场离散蒙特卡罗仿真[J].制导与引信.2018
[5].李建泉.发射探针技术及等离子体鞘层结构实验研究[D].大连理工大学.2018
[6].孙浩宇.基于时域有限差分方法的等离子体鞘套与电磁波相互作用的研究[D].西安电子科技大学.2018
[7].李泽.基于多频点反射法的等离子体鞘套参数分布探究[D].西安电子科技大学.2018
[8].杜报.激光等离子体Betatron辐射产生与鞘层电场诊断的数值研究[D].中国科学技术大学.2018
[9].魏赛美,石振刚.外加电场法改变等离子体鞘套电子密度[J].科技创新导报.2018
[10].曾啸风.再入飞行物及等离子体鞘套的建模与散射分析[D].电子科技大学.2018
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