Particle-PLUS ソフトウェア詳細 - 中性ガスモジュール

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中性ガスモジュールでは、粒子法のひとつであるモンテカルロ直接(Direct Simulation Monte Carlo method;DSMC法)を採用し、 希薄気体(希薄流体)のガス流れを計算します[1,2]。 本モジュールで計算したガス密度はプラズマモジュールに反映できます。 反対に、プラズマモジュールで得られた励起種やラジカルの生成分布からはそれらの密度分布の計算が可能です。 さらに、スパッタ粒子の挙動も計算できます。 また、本モジュールはアレニウス形式の化学反応データを扱うことができ、 気相中でのスパッタ粒子の化学反応も考慮できます。

[1] G.A. Bird, "Molecular Gas Dynamics", (Clarendon Press, 1976).

[2] G.A. Bird, "Molecular Gas Dynamics and the Direct Simulation of Gas Flow", (Clarendon Press, 1994).

DSMC法DSMC method

基本関係式Equations

運動方程式

\[ m\frac{\mathrm{d}\vec{v}}{\mathrm{d}t}=m\vec{g} \] \[ m\frac{\mathrm{d}\vec{x}}{\mathrm{d}t}=\vec{v} \]

運動量保存則

\[ m_{1}\vec{v}_{1}+m_{2}\vec{v}_{2}=m_{1}\vec{v}_{1}^{\prime}+m_{2}\vec{v}_{2}^{\prime}=\mathrm{const.} \]