Chen, Zhaoyang

Molecular Dynamics simulation of charged dusts in plasmas

Ein Programm für Molecular-Dynamics-Simulation wird entwickelt, um Gleichgewicht der Staubkörner in Plasmen zu studieren. Von der Ausgangsphaseraum-Verteilung der Staubkörner lässt sich das Programm nach Newton-Gesetz der Staubewegung mit einem Modell für Staub-Staub-Interaktions-Potential entwickelt. Zwei Modelle, die abstoßendes sowie attraktives Regime aufweisen, werden benutzt. Die Simulation beginnt mit konstanten-Temperaturbegrenzung, bis ein stationärer Zustand erreicht wird. Sie wird dann ohne der Begrenzung fortgesetzt. Die Fluktuations der Schlüsselparameter werden überwacht. Die Abhängigkeit der Endgleichgewichtzustände von der Temperatur und Dichte in zwei- und dreidimensionalen (3D), endlichen und unendlichen, Systemen werden betrachtet. Gas und flüssig, sowie Clusterstrukturen werden gefunden und geforscht. Eine Monte-Carlo-Simulation des Staubgleichgewichts in externen Feld wird durchgeführt. Transportkoeffizienten für 3D- Staubsysteme werden erhalten.

A Molecular Dynamics simulation program is developed to study the equilibrium states of dust grains in plasmas. From initial phase-space distribution of dust grains, the grains are allowed to evolve according to Newton's law of motion with a model dust-dust interaction potential. Two interaction models containing both repulsive and attractive regimes are used. The simulation starts with a constant-temperature constraint until a time-averaged stationary state is reached. It is then continued without the constraint. The fluctuation levels of the key physical parameters are monitored. The dependence of the final equilibrium states on the temperature and density of two- and three-dimensional (3D), finite and infinite, dust systems are considered. Gas- and liquid-like, as well as cluster structures are found and investigated. A Monte Carlo simulation of dust equilibrium in an external field is also performed. Transport coefficients 3D equilibrium dust systems are obtained.