Bolsig+超详细使用教程

Bolsig+介绍

BOLSIG+ 是一款用于求解弱电离气体中电子玻尔兹曼方程的免费计算程序，适用于均匀电场条件下的群体实验、气体放电及碰撞型低温等离子体研究。在此类环境中，电子分布函数呈现非麦克斯韦特性，其形态由电场加速与中性粒子碰撞导致的动量/能量损失动态平衡所决定。
该程序的核心功能是通过基础截面数据计算电子输运系数与碰撞速率系数，为流体模型提供关键输入参数。其工作原理可归纳为以下步骤：

1. 数据输入：读取电子-中性粒子碰撞截面随电子能量变化的函数关系；
2. 基本假设：
   电场强度与碰撞概率具有时空不变性，且系统无边界效应
   采用两项勒让德展开近似处理电子速度分布的角向依赖性
   电子数密度变化服从电离/附着作用导致的指数增长/衰减；
3. 方程求解
   基于上述假设，将玻尔兹曼方程简化为含非局域源项的能量空间对流-扩散方程，通过指数格式离散化后，采用标准矩阵求逆技术求解电子能量分布函数；
4. 输出功能
   计算结果以多样化数值/图形格式输出，涵盖：各类电子输运系数与速率系数和电子-电子及电子-离子碰撞效应。

Bolsig+的使用

1. 打开 Bolsig+软件，载入电子碰撞截面数据 （以空气为例），截面数据可以由数据库Lxcat获取，具体使用可以看视频教程DeePlaskin
   
2. 设置自变量 (通常是电场或平均电子能量）的范围，开始计算
   
3. 查看结果：电子输运系数、扩散系数、电子迁移率、电子碰撞反应速率系数、汤生系数等

5. 保存结果（给PASSKEy使用）
   
   输出的文件结果如下所示，其中第一列为平均电子能量 自变量）第二列为迁移率 因变量），除迁移率外还有多种不同参数，如扩散率、电子碰撞反应速率，碰撞功率等。