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BOLSIG+是一个免费且用户友好的计算机程序,用于数值求解均匀电场中弱电离气体中电子的玻尔兹曼方程,该条件出现在群实验和各种类型的气体放电和碰撞低温等离子体中。在这些条件下,电子分布函数是非麦克斯韦函数,由电加速度与中性气体粒子碰撞中的动量和能量损失之间的平衡决定。

BOLSIG+的主要用途是从更基本的横截面数据中获取电子传输系数和碰撞速率系数,然后将其用作流体模型的输入。

BOLSIG+的原理可概括如下:

  • 从输入文件中读取电子-中性碰撞截面与电子能量的关系。
  • 假设电场和碰撞概率在空间和时间上是恒定的,并且没有边界。
  • 电子速度分布的角依赖性由两项勒让德展开近似表示。
  • 假设电离/附着导致的电子产生/损失会导致电子数密度指数增长/衰减。
  • 在上述假设下,Boltzmann方程简化为能量空间中具有非局部源项的对流扩散方程,然后用指数格式离散,并用标准矩阵反演技术求解电子能量分布函数。
  • 不同的电子传输系数和速率系数以不同的数字/图形形式和输出文件格式进行计算和访问。
  • 还提供了交流电场、交叉电场和磁场、电子-电子和电子-离子碰撞等其他选项…

BOLSIG+是由法国图卢兹LAPLACE实验室的Gerjan Hagelaar开发的,于2005年首次发布,取代了Leanne Pitchford、Jean-Pierre Boeuf和Lowell Morgan开发的早期BOLSIG解算器。