آموزش پروژه محور کامسول – ماژول پلاسما برای شبیه سازی تخلیه های الکتریکی در COMSOL

امروزه فناوری پلاسما جایگاه ویژه ای در کاربردهای مختلف صنعتی و پزشکی شامل: ساخت قطعات نیمه رسانا و نمایشگرهای پلاسما در صنعت الکترونیک تا کاربردهای آن در صنعت هسته ای و پزشکی دارد که هر کدام از این کاربردها مستلزم تولید یک تخلیه الکتریکی با شرایط و ویژگی های مخصوص آن کاربرد خاص است. سیستم های پلاسمایی به خاطر طبیعت پیچیده پلاسما، سیستم هایی پیچیده و غیرخطی هستند به گونه ای که کوچکترین تغییری در ولتاژ اعمالی یا شیمی پلاسما، می تواند به تغییرات قابل ملاحظه ای در ویژگی های تخلیه الکتریکی نهایی منتهی شود. فیزیک پلاسمای دمای پایین ترکیبی از: مکانیک سیالات، مهندسی شیمی، مکانیک ذرات، انتقال حرارت، انتقال جرم، مکانیک آماری و الکترومغناطیس است. یکی از نرم افزارهایی که امروزه کاربرد وسیعی در شبیه سازی این محیط ها دارد نرم افزار کامسول (COMSOL Multiphysics) است. در این نرم افزار بخشی به نام ماژول پلاسما (Plasma Module) وجود دارد که با استفاده از آن می توان سیستم های مختلف پلاسمایی در دمای پایین را شبیه سازی کرد. ماژول پلاسما، یک ابزار تخصصی برای شبیه سازی تخلیه های الکتریکی تعادلی و غیر تعادلی است که می تواند گستره وسیعی از مسائل مهندسی پلاسما را پوشش دهد. از Plasma Module می توان در شبیه سازی انواع سیستم های یک، دو و سه بعدی استفاده کرد، هرچند که مدل های سه بعدی کاربرد کمتری دارند و اکثر شبیه سازهای پلاسما در یک و دو بعد انجام می شود. در این فرادرس، شبیه سازی تخلیه الکتریکی تابان (Glow Discharge)، تخلیه الکتریکی هاله (Corona Discharge) و تخلیه الکتریکی با سد دی الکتریک (DBD)، در فشارهای پایین و اتمسفری و با میدان های DC و AC و گاز ورودی آرگون و هوا آموزش داده می شود و همچنین نحوه نمودار گرفتن و انواع آنالیزها روی نتایج این شبیه سازی ها توضیح داده می شود.

فرادرس

حسن مهدیان منش