UM: A modified Fokker–Planck approach for a complete description of vibrational kinetics in a N2 plasma chemistry model

Artikel

Samenvatting

De Fokker-Planck (FP) benadering voor de beschrijving van vibrationele kinetiek is uitgebreid om multikwanta-overgangen en tijdafhankelijke oplossingen te omvatten. Vanwege het belang van het beklimmen van de vibrationele ladder voor de optimalisatie van plasma-ondersteunde stikstoffixatie, wordt stikstof gebruikt als testcase met een uitgebreide set van elementaire processen die de vibrationele distributiefunctie (VDF) beïnvloeden. De opname van de vibrationele energievergelijking blijkt de beste manier te zijn om voorbijgaande omstandigheden in een plasma reactor te modelleren met de FP benadering. Resultaten worden gebenchmarkt tegen resultaten van de breed gebruikte toestand-naar-toestand (STS) benadering voor een breed bereik van parameters. STS- en FP-oplossingen komen binnen ongeveer 10% overeen voor de laagste vibrationele niveaus, terwijl tijdafhankelijke VDF’s overeenkomen met de STS-oplossing binnen een foutmarge van ongeveer 5%. Het gebruik van de FP benadering biedt de mogelijkheid om drift- en diffusiecoëfficiënten in energieruimte te parametriseren als een functie van vibrationele en gastemperatuur, wat intuïtieve en directe inzichten biedt in energietransport binnen het vibrationele spectrum.