运动颗粒流中的摩擦起电

• 作者: 孙旗霞 庄建宏 刘百诚 沈振兴
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 摩擦带电 绝缘颗粒系统 高能态电子 颗粒动态模拟
• 年，卷（期）: 2022,（8）
• 所属期刊栏目: 电磁学、光学、声学、传热学、经典力学和流体动力学|ELECTROMAGNETISM, OPTICS, ACOUSTICS, HEAT TRANSFER, CLASSICAL MECHANICS, AND FLUID DYNAMICS
• 页码范围: 197-203
• 页数: 7页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.71.20211647

摘要

绝缘颗粒系统的摩擦带电现象是一种普遍现象,但至今仍未得到很好的认识.月球及火星表面漂浮着大量尘埃颗粒,这将严重影响探测设备的太阳能帆板、散热和观察系统等的正常工作.近年来,电帘除尘方法被认为是在月表进行尘埃防护的有效手段,研究表明颗粒表面摩擦带电对月尘静电来源贡献最大,因此正确理解颗粒摩擦带电的机理对分析尘埃颗粒的运动规律至关重要.本文建立了一个基于高能态电子假定的分析模型来预测颗粒间的摩擦电荷分布.计算了颗粒摩擦生电与颗粒粒度的依赖关系,以及粒度范围对摩擦电荷产生的概率大小的影响.揭示了电荷分布的一个上限,并讨论了可能的原因.对粒子碰撞过程中的电荷转移进行了粒子动力学模拟,验证了理论预测结果.