Towards predictive and reliable models of plasma chemical kinetics

Mgr. Petr Bílek, Ph.D.

Disertační práce

Anotace:

Dizertační práce naznačuje cestu, kterou je možné se vydat k získání prediktivních a spolehlivějších modelů ve fyzice plazmatu. Tato cesta není jednoduchá a očekává plné porozumnění konkrétního modelu a také pečlivé zkoumání jeho vstupních parametrů. Za tímto účelem, jsou použity metody citlivostní analýzy a kvantifikace neurčitosti, které slouží k vyšetřování vlivu nejistoty vstupních parametrů na výsledek modelu. Postup vedoucí získání prediktivního a spolehlivějšího modelu je demonstrován na konkrétním problému z fyziky nízkoteplotního plazmatu. Jedná se o metodu používanou k určení redukovaného elektrického pole na základě podílu spektrálních intenzit pásů molekulárního dusíku. Tento problém byl zvolen proto, že metoda nachází široké uplatnění k diagnostice laboratorních i~geofyzikálních výbojů ve vzduchu.

Abstract:

The dissertation paves way that can be taken towards predictive and more reliable models in plasma physics. This path is not easy and expects a full understanding of the specific model as well as a careful examination of its inputs. For this purpose, methods of sensitivity analysis and quantification of uncertainty are used to investigate the effect of uncertainty of inputs on the model observable. The procedure leading to the acquisition of a predictive and more reliable model is demonstrated on a specific problem in low-temperature plasma physics. It is a method used to determine the reduced electric field based on the ratio of the spectral intensities of molecular nitrogen bands. This problem was chosen, since the method is widely used for diagnostics of laboratory and geophysical discharges in the air.

Keywords

plazma, modelování plazmatu, citlivostní analýza, kvantifikace neurčitosti, chemická kinetika, účinné průřezy, dusíkové spektrální pásy, plasma, plasma modelling, sensitivity analysis, uncertainty quantification, chemical kinetics, cross sections, nitrogen spectral bands

Jazyk práce: angličtina

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 21. 8. 2020

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 1. 10. 2020
• Vedoucí: Mgr. Zdeněk Bonaventura, Ph.D.
• Oponent: Dr. Olivier Guaitella, doc. RNDr. Mário Janda, Ph.D.

Masarykova univerzita

Přírodovědecká fakulta

Doktorský studijní program / obor:
Fyzika / Fyzika plazmatu