The interaction between a plasma and a solid surface is studied in a (1D–1V) kinetic framework using a localized particle and convective energy source. Matching the quasineutral plasma region and sheath horizon is addressed in the fluid framework with a zero heat flux closure. It highlights non-polytropic nature of the physics of parallel transport. Shortfalls of this approach compared to a reference kinetic simulation highlight the importance of the heat flux as the measure of kinetic effects. Non-collisional closure and higher moment closure are used to determine the sound velocity. Within these frameworks, no gain in the fluid predictive capability is obtained. The kinetic constraint at the sheath horizon is discussed and modified to account for conditions that are actually met in simulations, namely quasineutrality with a small but finite charge density. Analyzing the distribution functions shows that collisional transfer is mandatory to achieve steady-state self-organization on the open field lines.
プラズマと固体表面の相互作用を、(1D–1V) 運動論的枠組みにおいて、局在化した粒子および対流的エネルギー源を用いて研究する。準中性プラズマ領域とシース境界の接続は、ゼロ熱流束閉包を伴う流体枠組みで扱われる。これは、平行輸送の物理の非ポリトロピックな性質を浮き彫りにする。このアプローチの、参照運動論シミュレーションと比較した場合の不足点は、運動論的効果の尺度としての熱流束の重要性を際立たせる。非衝突閉包および高次モーメント閉包を用いて音速を決定する。これらの枠組み内では、流体の予測能力の向上は得られない。シース境界における運動論的制約を議論し、シミュレーションで実際に満たされる条件、すなわち小さくとも有限な電荷密度を伴う準中性を考慮するよう修正する。分布関数を解析すると、開いた磁力線上で定常的な自己組織化を達成するには衝突輸送が必須であることが示される。