Thèse soutenue

Méthode des éléments finis pour les équations de transport hydrodynamiques des particules chargées : applications aux décharges hors-équilibre

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Auteur / Autrice : Anne Poinsignon
Direction : Mohammed Yousfi
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique des plasmas froids
Date : Soutenance en 1994
Etablissement(s) : Toulouse 3

Résumé

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Ces travaux sont consacres a la modelisation et a la simulation numerique du transport des particules chargees dans les decharges hors-equilibre. L'objectif de ce memoire est double: il s'agit tout d'abord de mettre au point une methode numerique performante (methode des elements finis) pour resoudre les equations macroscopiques de conservation des particules chargees au sein d'un gaz et d'autre part, d'analyser les caracteristiques de decharges luminescentes et filamentaies en abordant le probleme du choix des donnees de base. Les divers tests de comparaison effectues avec les schemas plus classiques (differences finies) montrent que notre schema presente moins de diffusion numerique et que les temps de calculs sont plus courts. Il a donc pu etre utilise pour la modelisation des decharges basse presssion ou les caracteristiques ont ete analysees en fonction du gaz rare utilise (ar, ne, xe, he). Les caracteristiques de la decharge ont egalement ete analysees dans des melanges (ar-ne et xe-he) en vue de montrer la forte influence des donnees ioniques calculees a l'aide de l'approximation de blanc ou a partir des sections efficaces par une methode monte-carlo. Un couplage entre les modeles macroscopique-microscopique a ensuite ete effectue afin de tenir compte du non-equilibre spatial des fonctions de distribution des electrons dans la region cathodique. Notre schema a ete egalement applique aux decharges couronnes utilisees notamment pour la transformation d'agents polluants des gaz d'echappement. On montre que l'efficacite de l'attachement dissociatif de o#2 est tres affectee lorsque la temperature du gaz augmente. Les consequences sur la vitesse de propagation des ondes d'ionisation, sur la repartition des densites de charges et du champ electrique sont decrites