Численное моделирование анодной области сильноточного вакуумно-дугового разряда и критерий Бома

Исследована анодная область вакуумно-дугового разряда во внешнем магнитном поле с учетом зависимости отрицательного анодного падения от отношения направленной скорости электронов $v_0$ к их тепловой скорости $v_T$. Решено уравнение Пуассона в слое объемного заряда у анода при различных значениях электрического поля $E(0)$, скорости ионов $v_i(0)$ и параметра $v_0/v_T$ на границе слой–плазма. Показано, что существует минимальная скорость $v_i^*(0)$ влетающих в анодный слой ионов, при которой электрическое поле обращается в нуль в одной точке внутри слоя. Скорость $v_i^*(0)$ определяет границу существования стационарного анодного слоя и зависит от отношения $v_0/v_T$. При $v_0/v_T \to 0$ значение $v_i^*(0)$ асимптотически стремится к ионно-звуковой скорости, что согласуется с известным критерием Бома. С ростом $v_0/v_T$ скорость $v_i^*(0)$ увеличивается. При $v_i(0) < v_i^*(0)$ стационарные решения в анодном слое отсутствуют. Для различных значений параметров $E(0)$ и $v_0/v_T$ определена область существования стационарных решений в анодном слое.