亲电子尘埃在等离子体中带电的PIC方法研究

为了考察亲电子效应(包含斥电子效应)对等离子体中尘埃带电的影响,建立了基于粒子网格(particle in cell,PIC)技术的尘埃带电计算方法.在物理上使用表面附加电荷来表征亲电子效应,并在计算方法中增加了相应的数学描述.基于该方法,开展了多个场景例的计算,结果表明:亲电子效应越强,尘埃平衡电荷量就越大,且其平衡电荷量增幅与表面附加电荷面密度有着近似的正比关系;类似地,斥电子尘埃同样具有这种正比关系,但与亲电子尘埃不同的特点是,斥电子尘埃达到平衡电荷量的用时更长;此外,尘埃的粒径越大,亲电子效应所带来的平衡电荷量提升效果就越显著.该方法实现了对等离子体中亲电子尘埃带电的计算能力.通过该方法的计算表明,亲电子材质对等离子体中尘埃带电可以造成影响,且当亲电子效应足够强时,影响效果将不可忽视.