COMSOL Multiphysics® 5.4 Release Highlights


Plasma Module Updates

Plasma 모듈 사용자를 위해 COMSOL Multiphysics® 5.4 버전은 비 맥스웰 방전의 전역 모델링, 다시 설계된 Boltzmann Equation, Two-Term Approximation 인터페이스 및 용량 결합 플라즈마(CCP)에 대한 펄스 전기 여기(excitation)를 제공합니다. 아래에서 더 많은 플라즈마 업데이트에 대해 확인할 수 있습니다.

Global Modeling of Non-Maxwellian Discharges

현재 글로벌 플라즈마 모델에 대해 볼츠만 방정식의 2항 근사를 사용하여 전자 에너지 분포 함수 (EEDF)를 계산할 수 있습니다. 확산 모델에서 글로벌이 선택되면 EEDF에 대한 추가 옵션이 나타납니다.

  • 볼츠만 방정식, 이항 근사(1차)
  • 볼츠만 방정식, 이항 근사(2차)

위의 1, 2차는 EEDF를 계산하는 데 사용된 형상 함수 차수를 나타냅니다. 이 옵션 중 하나를 선택하면 에너지 공간을 이산하기 위한 추가 옵션이 나타납니다. EEDF는 EEDF 초기화(EEDF Initialization)라는 분리된 새로운 해석 방법을 사용하여 초기화해야 합니다. 그 다음 이 해석의 해는 초기 조건으로 일반적인 시간-종속에 주어집니다. 이 기능은 Global Model Coupled with the Two-Term Boltzmann Equation (boltzmann_global_model_argon)라는 새로운 모델에서 확인할 수 있습니다.

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Redesigned Boltzmann Equation, Two-Term Approximation Interface

Boltzmann Equation, Two-Term Approximation 인터페이스가 다시 설계되었으며, 이제는 오직 0차원 component에서만 사용할 수 있습니다. 고정 값을 사용하는 대신 해를 기반으로 최대 에너지를 계산할 수 있기 때문에 인터페이스를 보다 안정적으로 사용할 수 있습니다. 즉, 평균 에너지의 넓은 범위에 대한 파라미터 스윕은 전체 평균 에너지 범위에서보다 정확한 결과를 산출합니다. 새로운 결과 섹션이 추가되어, 해석할 때 생성되는 기본 플롯을 보다 쉽게 사용자 정의할 수 있습니다.

이 기능은 다음 모델에서 사용됩니다.:

  • boltzmann_argon
  • boltzmann_oxygen
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Pulsed Electrical Excitation for Capacitively Coupled Plasmas

순수 정현파가 아닌 펄스 여기(pulsed excitation)에 의해 구동되는 CCP를 모델링 할 수 있습니다. 이것은 Plasma, Time Periodic 인터페이스에서 사용할 수 있습니다. 주기 온-오프의 수와 최대 전력 및 0의 전력이 되기까지의 주기 수를 지정할 수 있습니다. 또한 펄스 신호의 이산화를 효율적으로 수행하기 위해 Create a mesh suggestion for the extra dimension 체크박스를 선택하여, 메시 제안을 생성할 수 있습니다. 새로운 Pulsed Capacitively Coupled Plasma 모델 (pulsed_ccp_discharge)에서 이 기능을 확인할 수 있습니다.

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New Species Group Features

Plasma, Time Periodic 인터페이스에서 사용할 수 있는 종 그룹(Species Group) 기능을 사용하면 여러 다른 요소가 포함된 화학 물질에서 질량이 완벽하게 보존되도록 할 수 있습니다. 이는 Ar / N2 또는 N2/O2 와 같은 가스 혼합물을 정확하게 모델링하기 위해 필요합니다. 또한 더욱 안정적으로 해석됩니다. 솔버가 수행하는 모든 비선형 반복에서 질량 보존이 완벽하게 유지되도록 하기 때문입니다

종 제약 그룹(Species Constraint Group )기능은 종 목록을 가져오고 해석할 때 조차도 질량 분율을 초기 값으로 제한합니다. 이는 모델 개발 중에 종과 반응을 더 이상 비활성화하고 다시 활성화 할 필요가 없기 때문에 복잡한 화학적 해석에 유용합니다. 그리고 두 번째 해석에서 종을 신속하게 재활성화할 수 있습니다. 즉, 문제가 있는 (반응이 빠른) 종을 처음부터 해석하는 것이 아니라 물리적으로 정확하게 수렴된 초기 해를 토대로 해석을 시작합니다.

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New Tutorial Models

COMSOL Multiphysics® 5.4버전은 두 가지 새로운 튜토리얼 모델을 제공합니다.





Global Model Coupled with the Two-Term Boltzmann Equation

플라즈마 종의 시간적 변화와 감소된 전기장(reduced electric field).

플라즈마 종의 시간적 변화와 감소된 전기장(reduced electric field).

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boltzmann_global_model_argon

Pulsed Capacitively Coupled Plasma

펄스 CCP 방전에 대한 시간 대 반응기 중앙의 전자 온도 그래프.

펄스 CCP 방전에 대한 시간 대 반응기 중앙의 전자 온도 그래프.

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pulsed_ccp_discharge