شبیه سازی چند فیزیکی پلاسمای کوپل شده القایی با فرکانس رادیویی به روش المانمحدود

پلاسما به عنوان حالت چهارم ماده شناخته می شود که در این حالت از ماده، انرژی بین ذرات گاز یا فاصلهاتمها به میزانی افزایش می یابد که الکترون از اتم کنده شده و یک ناحیه شبه خنثی شامل ذرات خنثی،الکترون و یون مثبت ایجاد می شود. یکی از روش های ایجاد پلاسما، القای میدان الکترومغناطیس با فرکانسرادیویی است که پلاسمای گرم را ایجاد می کند. این پلاسما به دلیل ویژگی های منحصربه فردی مانند عدمآلودگی و مصرف الکترود، دمای بالا و گرادیان دمایی زیاد، کاربردهای بسیاری از جمله در حوزه هایپوشش دهی سطح و تولید پودر کروی فلزی پیدا کرده است. اندازه گیری دمای پلاسما به علت ماهیتغیرمتراکم بودن گاز و غیر قابل دسترسی بودن آن از مشکلات این حوزه است؛ همچنین پیش بینی دمایپلاسما می تواند به کنترل متغیرهای فرایند نیز کمک کند. در این پژوهش با استفاده از شبیه سازی چندفیزیکی پلاسمای کوپل شده القایی با فرکانس رادیویی به روش المان محدود و سپس صحت سنجی نتایجحرارتی و شکل پلاسما، یک مدل کاربردی برای شبیه سازی این فرایند به جهت پیش بینی دمای ناحیه پلاسما با میانگین خطای ۳/۸ درصد ارائه شده است؛ سپس با بررسی کانتورهای دما، سرعت سیال و چگالی شار مغناطیسی، نشان داده شده است که بهترین محدوده فرکانسی، مگاهرتز است؛ گاز محافظ در موقعیتو گاز مرکزی در کشیدگی و بیشینه دمای پلاسما موثر است و با افزایش ولتاژ منبع فرکانس رادیویی،بیشینه دمای پلاسما افزایش می یابد.

Keywords:

پلاسمای کوپل شده القایی , فرکانس رادیویی , المان محدود , الکترومغناطیس.