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플라즈마 시뮬레이션 (5) - 지배 방정식 (Governing equations) 플라즈마 시뮬레이션 지난 포스트에서는 플라즈마 시뮬레이션에 대한 유동적 방식 및 역학적 방식에 대해 알아보았는데요. 이번 시간에는 플라즈마 시뮬레이션에서 가장 중요한 지배 방정식에 대해 알아보겠습니다. 로렌츠 힘 (Lorentz force) 로렌츠 힘은 전기적 (electric) +자기적 (magnetic) 힘이 입자에 가해지는 걸 방정식화 한것이라고 할수 있습니다. $$\vec F=q(\vec E+\vec v\,\times\,\vec B)$$ $\vec E$ : 전기장, $\vec v$: 입자 속도, $\vec B$: 자기장 맥스웰 방정식 (Maxwell's equations) 맥스웰 방정식이 있으면 거의 모든 전자기장에 관한 문제를 풀수 있습니다. 가우스의 법칙 (Gauss’ law) : $\nabl..
플라즈마 시뮬레이션 (4) - Fluid vs Kinetic 플라즈마 시뮬레이션 지난 포스트에서는 플라즈마 시뮬레이션에 대한 열화와 크누센 수에 대해 알아보았는데요. 이번 시간에는 플라즈마 시뮬레이션 중 유동적 방식과 역학적 방식에 대해 알아보겠습니다. 유동적 방식 (Fluid approaches) 유동적 방식은 연속적인 속도 분포 함수를 분석적 형태로 나타낸 것이라고 할 수 있습니다. 여러가지 가스 성질들을 속도 분포 함수의 모멘트로 구할 수 있습니다. 0차, 1차 2차 모멘트는 각 각 질량, 운동량 및 에너지 보존식 (conservation equations for mass, momentum, and energy) 으로 연결 되어 집니다. 멕스웰리안 속도 분포 함수에서 이 모멘트들은 나비에-스토크스 방정식 (Navier-Stokes equations) 으로 나..
플라즈마 시뮬레이션 (3) - 맥스웰-볼츠만 분포 함수 (Maxwell-Boltzmann Distributition Functition) 플라즈마 시뮬레이션 지난 포스트에서는 플라즈마 시뮬레이션에 대한 간접적 접근법에 대해 알아보았는데요. 이번 시간에는 간접적 접근법중 맥스웰-볼츠만 분포 함수에 대해 더욱 자세히 알아보려고 합니다. 열화 (Thermalization) 두가지 종류 (느린 분자, 빠른 분자) 의 입자가 탄성 박스에 들어있고 거기에 작용하는 다른 외적인 힘이 없다고 가정을 하면 입자의 속도 변화는 입자간 충돌에 의해 변화한다고 생각 할수 있습니다. 운동량 교환 충돌로 인해 빠른 분자의 속도는 조금 느려지고 느린 분자의 속도는 조금 빨라 지게 될 것 입니다. 이러한 과정을 충분한 시간동안 한다고 가정을 하면 속도 변화가 없어지는 평형 상태에 도달하게 될 것 입니다. 이러한 평형 분포 상태를 맥스웰-볼츠만 분포라고 하고 이렇게 도..

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