npeЯдерная физика и инжинирингNuclear Physics and Engineering2079-56292079-5637МИФИ10.56304/S2079562923030168BLBGKInpe-423Research ArticleМатематическое моделирование в ядерных технологияхMathematical Modeling in Nuclear TechnologiesЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ГАЗОДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ВЧ-ПЛАЗМОТРОНЕ ВЧИ-11/60NUMERICAL SIMULATION OF GAS DYNAMIC PROCESSES IN A RFI-11/60 RF PLASMOTRONГерасимовА. В.GerasimovA. V.БайтимировА. Д.BaitimirovA. D.ШустроваМ. Л.ShustrovaM. L.shu.ma@bk.ruКазанский национальный исследовательский технологический университетРоссияKazan National Research Technological UniversityRussian FederationКазанский (Приволжский) федеральный университетРоссияKazan (Volga Region) Federal UniversityRussian Federation2025080120251616369Copyright © Герасимов А.В., Байтимиров А.Д., Шустрова М.Л., 20252025Герасимов А.В., Байтимиров А.Д., Шустрова М.Л.Gerasimov A.V., Baitimirov A.D., Shustrova M.L.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://npe.elpub.ru/jour/article/view/423

В работе приведена математическая модель технической ВЧ-индуктивно связанной плазмы. Представлены результаты численного эксперимента по оценке ключевых параметров для системы с пятью катушками и связанной мощностью 60 кВт при частоте генератора 1.76 МГц. Показан характер распределения температуры, давления, скорости потока, а также плотности тока и плотности магнитного потока. Представленный в работе численный эксперимент произведен с использованием COMSOL Multiphysics® с применением модулей Magnetic fields, Laminar flow, Heat transfer.

A mathematical model of a technical RF inductively coupled plasma is presented. Results of a numerical experiment are reported in which key parameters for a system with five coils and a coupled power of 60 kW at the generator frequency 1.76 MHz were assessed. The distributions of temperature, pressure, flow rate, and current and magnetic flux density are displayed. The numerical experiment presented was carried out using the Magnetic Fields, Laminar Flow, and Heat Transfer modules of COMSOL Multiphysics (R).

индуктивно-связанная плазмаВЧ-плазмаиндукторчисленный экспериментinductively coupled plasmaRF plasmainductornumerical experimentИсследование выполнено за счет средств гранта Российского научного фонда (проект №19-71-10055).ReferencesBoulos M.I. // High Temp. Mater. Process. 1997. P. 17.Boulos M.I. // High Temp. Mater. Process. 1997. P. 17.Bernardi D. et al. // Pure Appl. Chem. 2005. V. 77 (2). P. 359.Bernardi D. et al. // Pure Appl. Chem. 2005. V. 77 (2). P. 359.Князев Б.А. Низкотемпературная плазма и газовый разряд. 2000. Новосибирск.Князев Б.А. Низкотемпературная плазма и газовый разряд. 2000. Новосибирск.Telekh V.D., Pavlov A.V., Kirillov D.V., et al. // Coatings. 2022. V. 12 (2). P. 290.Telekh V.D., Pavlov A.V., Kirillov D.V., et al. // Coatings. 2022. V. 12 (2). P. 290.Shumeiko A.I., Telekh V.D., Mayorova V.I. // Acta Astronautica. 2022. V. 191 (2). P. 431.Shumeiko A.I., Telekh V.D., Mayorova V.I. // Acta Astronautica. 2022. V. 191 (2). P. 431.Гайнуллин Р.Н., Герке А.Р., Кирпичников А.П. // Вестник Казанского технологического университета. 2007. № 4. С. 130.Гайнуллин Р.Н., Герке А.Р., Кирпичников А.П. // Вестник Казанского технологического университета. 2007. № 4. С. 130.Lewis J.L. The Motion of Particles Entrained in a Plasma Jet. Ph.D. Thesis. 1971. McGill University.Lewis J.L. The Motion of Particles Entrained in a Plasma Jet. Ph.D. Thesis. 1971. McGill University.Devoto R.S. // Phys. Fluids. 1966. V. 9 (6). P. 1230.Devoto R.S. // Phys. Fluids. 1966. V. 9 (6). P. 1230.Christian B. Numerical Modeling of an Inductively Coupled Plasma (ICP). Master Thesis. 2019. https://doi.org/10.22032/dbt.40314Christian B. Numerical Modeling of an Inductively Coupled Plasma (ICP). Master Thesis. 2019. https://doi.org/10.22032/dbt.40314Mostaghimi J., Maher B. // Plasma Chem. Plasma Process. 1988. V. 9. P. 318.Mostaghimi J., Maher B. // Plasma Chem. Plasma Process. 1988. V. 9. P. 318.Kim K.S. et al. // Plasma Chem. Plasma Process. 2010. V. 30. P. 91.Kim K.S. et al. // Plasma Chem. Plasma Process. 2010. V. 30. P. 91.Гришин Ю.M., Мяо Л. // Наука и Образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2016. № 5. С. 104.Гришин Ю.M., Мяо Л. // Наука и Образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2016. № 5. С. 104.Гайнуллин Р.Н., Кирпичников А.П. // Вестн. Казан. технол. унив. 2007. № 4. С. 156.Гайнуллин Р.Н., Кирпичников А.П. // Вестн. Казан. технол. унив. 2007. № 4. С. 156.Kuzenov, V.V., Ryzhkov, S.V. // Symmetry. 2021. V. 13 (6). P. 927.Kuzenov, V.V., Ryzhkov, S.V. // Symmetry. 2021. V. 13 (6). P. 927.Kuzenov V.V., Ryzhkov S.V., Varaksin A.Yu. // Appl. Sci. 2023. V. 13 (9). P. 5538.Kuzenov V.V., Ryzhkov S.V., Varaksin A.Yu. // Appl. Sci. 2023. V. 13 (9). P. 5538.Гайнуллин Р.Н. и др. // Вестн. Казан. технол. унив. 2011. № 12. С. 172.Гайнуллин Р.Н. и др. // Вестн. Казан. технол. унив. 2011. № 12. С. 172.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.