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  高速汎用プラズマ解析ソフトウェアVizGlow

ソフトウェア概要

VizGlowは、米国EsgeeTechnology社の15年以上に亘るプラズマ解析の研究開発の成果として生まれた、プラズマシミュレーションソフトウェアです。

VizGlowの特徴は、圧縮性流体モデルを採用しているため、様々な条件のプラズマ解析を行う事が可能な点にあります。 具体的には以下のような解析に対応しております。

  • 直流、誘導結合、容量結合および電磁波加熱の放電
  • 大気圧グロー放電
  • マイクロ放電、PDP、照明用プラズマ
  • 燃焼着火(スパークプラグ、ナノセカンド パルス)
  • プラズマ アクチュエータ(DBD)
  • 化学プロセスにおける非平衡プラズマ
また、最新の数値計算法とソフトウェア技術を使用しており、計算速度が飛躍的に向上しています。 ご興味をお持ち頂けましたら、弊社までお気軽にお問い合わせ下さい。

VizGlowに採用されている技術

メッシュとソルバー技術

VizGlowは、非構造格子/混合・ハイブリッド格子を使用可能です。(3次元: 六面体、三角形プリズム、ピラミッド、テトラメッシュ、2次元:四角形と三角 形メッシュ)

非構造混合メッシュを使用することにより、メッシュ数をできる限り少なく しつつ、複雑形状の微細構造を正確にモデル化し、解像度を高めることが 可能です。VizGlowは、優れた線形、非線形ソルバーとプラズマモデルに 特有な非常にスティフな支配方程式を解くための時間ステップ アプローチ を使用しています。

 

データベース(対応しているガス種)

VizGlowでは以下のガス種に対応しております。


上記の他にもご要望のガス種がございましたら、データを集める事も可能ですので、お問い合わせ下さい。

VizGlowによるプラズマシミュレーション事例

表面化学反応

VizGlowは、汎用のガスおよび表面反応の計算機能を有しています。反応 レートの指定は、アレニウス型、多項式近似、テーブルまたはプログラミング で可能です。燃焼に関連する中性ガスの化学反応、CVD関連、電子衝突 およびプラズマに関連するイオンの反応については、ソフトウェアに組み 込まれています。


セルフパルシング マイクロディスチャージにおける時間変化
セルフパルシングの挙動は、電場依存の2次電子放出に依存する
表面反応計算機能では、複数の表面およびバルク固体フェーズ、複数の 吸着化学種およびスティツキング反応やイオンインパクト スパッター反応 のような特殊な反応タイプをサポートしています。表面反応計算機能は、 プラズマ計算用に設計されていますが、触媒反応、CVD、腐食、大気汚染 等の計算にも十分適用可能です。

 
イオンインパクト エッチング反応モデルを使用した
ウェーハーのエッチングレート計算結果(実験結果をよく再現する)

電磁波効果

高周波やマイクロ波を利用した誘導加熱による放電現象のエネルギー 吸収において、電磁波は、重要な役割を果たします。 VizGlowには、EM Wave Solverが組み込まれており、プラズマと電磁 波の完全なtwo-way couplingを考慮できます。 EM Wave Solverは、Maxwell方程式を、周波数ドメインまたは時間ドメインで解きます。


高周波誘導結合プラズマリアクター内の
電場の実数および虚数成分
EM Wave Solverは、プラズマを複素伝導率をもつ物質として、 固体の伝導体と同様に電磁波加熱の計算を行います。 磁場のヒステレシス損失による渦電流加熱の計算も行います。 VizGlowの電磁波とのcouplingした計算機能は、誘導結合プラズマ中の現象 および容量結合プラズマ中の定在波/表皮効果のシミュレーションに有効に使用されています。

 
伝導体の有無によるL字形状の導波管内の
マイクロ波(2.45GHz)の磁場分布

VizGlowが活用された論文一覧

  • Douglas Breden, Laxminarayan L. Raja, Cherian A. Idicheria, Paul M. Najt, and Shankar Mahadevan
    A numerical study of high-pressure non-equilibrium streamers for combustion ignition application
    Journal of Applied Physics, 114, 083302 (2013).

VizGlowの理論に関連する論文一覧

  • Chen G. and Raja L. L.,
    Fluid modeling of electron heating in low-pressure, high-frequency capacitively coupled plasma discharges,
    Journal of Applied Physics, Vol. 96, 2004, pp. 6073.
  • Deconinck T., Mahadevan S., and Raja L. L.,
    Computational simulation of coupled nonequilibrium discharge and compressible flow phenomena in a micro plasma thruster,
    Journal of Applied Physics, Vol. 106, 2009, pp. 063305 1-13.
  • Raja L. L. and Linne M.,
    Analytical model for ion angular distribution functions at rf biased surfaces with collisionless plasma sheaths,
    Journal of Applied Physics, Vol. 92, 2002, pp. 7032.
  • Raja L. L., Kee R. J., Deutschmann O., Warnatz J., and Schmidt L. D.,
    A critical evaluation of Navier-Stokes, boundary layer, and plug flow models of the flow and chemistry in a catalytic-combustion monolith,
    Catalysis Today, Vol. 59, 2000, pp. 47-60.
  • Yuan X., Shin J., and Raja L. L.,
    One-Dimensional Simulations of Multi Pulse Phenomena in Dielectric-Barrier Atmospheric-Pressure Glow Discharges,
    Vacuum, Vol. 80, 2006, pp. 1199.

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