Перепробой продольно-поперечного разряда в сверхзвуковом потоке воздуха

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Представлена физическая и численная модель продольно-поперечного разряда в сверхзвуковом потоке воздуха. Рассматриваемая модель учитывает не только традиционные механизмы взаимодействия разряда и потока (конвекция, диффузия, тепловыделение, термохимическая неравновесность), но и процессы диссоциации и ионизации в сильных приведенных электрических полях. Показано, что в рамках двумерной модели разряда постоянного тока токовая петля уносится потоком до тех пор, пока скорость ионизации за счет сильного приведенного электрического поля в непосредственной близости от электродов не обеспечит достаточную ионизацию для формирования альтернативного канала тока: начинает формироваться новая петля тока, а старая затухает. Этот рассматриваемый процесс перепробоя разряда имеет периодический характер, при этом частота перепробоев в токовой петле пропорциональна амплитуде тока.

Об авторах

В. А. Битюрин

Объединенный институт высоких температур РАН (ОИВТ РАН)

Email: valentin.bityurin@gmail.com
Россия, Москва

А. Н. Бочаров

Объединенный институт высоких температур РАН (ОИВТ РАН)

Email: valentin.bityurin@gmail.com
Россия, Москва

А. С. Добровольская

Объединенный институт высоких температур РАН (ОИВТ РАН)

Email: valentin.bityurin@gmail.com
Россия, Москва

Н. А. Попов

МГУ им. М.В. Ломоносова, Научно-исследовательский институт ядерной физики им. Д.В. Скобельцына

Email: valentin.bityurin@gmail.com
Россия, Москва

А. А. Фирсов

Объединенный институт высоких температур РАН (ОИВТ РАН)

Автор, ответственный за переписку.
Email: valentin.bityurin@gmail.com
Россия, Москва

Список литературы

  1. Ershov A.P., Surkont O.S., Timofeev I.B., Shibkov V.M., Chernikov V.A. // High Temperature. 2004. V. 42. № 5. P. 667–674. https://doi.org/10.1023/B:HITE.0000046519.53287.47
  2. Firsov A., Savelkin K.V., Yarantsev D.A., Leonov S.B. // Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. 2015. V. 373. № 2048. https://doi.org/10.1098/rsta.2014.0337
  3. Alferov V.I., Bushmin A.S. // Sov. Phys. JETP. 1963. V. 17. № 6. P. 1190.
  4. Ershov A.P., Kalinin A.V., Surkont O.S., Timofeev I.B., Shibkov V.M., Chernikov V.A. // High Temperature. 2004. V. 42. № 6. P. 865. https://doi.org/10.1007/S10740-005-0029-0
  5. Leonov S.B., Yarantsev D.A. // Fluid Dynamics. 2008. V. 43. № 6. P. 945. https://doi.org/10.1134/S001546280806015X
  6. Шибков В.М., Шибкова Л.В., Логунов А.А. // Физика плазмы. 2017. Т. 43. № 3. С. 314. = Shibkov V.M., Shibkova L.V., Logunov A.A. // Plasma Physics Reports. 2017. V. 43. № 3. P. 373. https://doi.org/10.1134/S1063780X17030114
  7. Шибков В.М., Шибкова Л.В., Логунов А.А. // Физика плазмы. 2018. Т. 44. № 8. С. 661. = Shibkov V.M., Shibkova L.V., Logunov A.A. // Plasma Physics Reports. 2018. V. 44. № 8. P. 754. https://doi.org/10.1134/S1063780X18080056
  8. Leonov S.B., Savelkin K.V., Firsov A.A., Yarantsev D.A. // High Temperature. 2010. V. 48. № 6. P. 896–902. https://doi.org/10.1134/S0018151X10060179
  9. Firsov A.A., Kolosov N.S. // Journal of Physics: Conference Series. 2021. V. 2100. № 1. https://doi.org/10.1088/1742-6596/2100/1/012017
  10. Leonov S.B., Elliott S., Carter C., Houpt A., Lax P., Ombrello T. // Experimental Thermal and Fluid Science. 2021. V. 124. P. 110355. https://doi.org/10.1016/j.expthermflusci.2021.110355
  11. Firsov A.A., Efimov A.V., Kolosov N.S., Moralev I.A., Leonov S.B. // Journal of Physics: Conference Series. 2021. V. 2100. № 1. P. 012007. https://doi.org/10.1088/1742-6596/2100/1/012007
  12. Andrews P., Lax P., Leonov S. // Energies. 2022. V. 15. № 19. P. 7104. https://doi.org/10.3390/EN15197104
  13. Falempin F., Firsov A.A., Yarantsev D.A., Goldfeld M.A., Timofeev K., Leonov S.B. // Experiments in Fluids 2015 56:3. 2015. V. 56. № 3. P. 54. https://doi.org/10.1007/S00348-015-1928-4
  14. Ershov A.P., Kamenshchikov S.A., Kolesnikov E.B., Logunov A.A., Firsov A.A., Chernikov V.A. // Fluid Dynamics. 2008. V. 43. № 4. P. 605–612. https://doi.org/10.1134/S0015462808040133
  15. Dvinin S.A., Ershov A.P., Timofeev I.B., Chernikov V.A., Shibkov V.M. // High Temperature. 2004. V. 42. № 2. P. 171–182. https://doi.org/10.1023/B:HITE.0000026147.82949.36
  16. Moralev I., Kazanskii P., Bityurin V., Bocharov A., Fir-sov A., Dolgov E., Leonov S. // Journal of Physics D: A-pplied Physics. 2020. V. 53. № 42. P. 425203. https://doi.org/10.1088/1361-6463/AB9D5A
  17. Bityurin V.A., Bocharov A.N., Kuznetsova T.N. // Journal of Physics: Conference Series. 2020. V. 1698. № 1. P. 012027. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1698/1/012027
  18. Bityurin V., Bocharov A., Popov N. // 46th AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit. Reston, Virigina: American Institute of Aeronautics and Astronautics, 2008. P. 2008. https://doi.org/10.2514/6.2008-1385.
  19. Gray M.D., Sirohi J., Raja L.L. // AIAA Aerospace Sciences Meeting. 2018. P. 2018. https://doi.org/10.2514/6.2018-0935
  20. Breden D., Karpatne A., Suzuki K., Raja L. // WCX SAE World Congress Experience. SAE International, 2019. V. 2019-April. № April. https://doi.org/10.4271/2019-01-0215.
  21. Tarasov D.A., Firsov A.A. // Journal of Physics: Conference Series. 2021. V. 2100. № 1. P. 012015. https://doi.org/10.1088/1742-6596/2100/1/012015
  22. Bourlet A., Labaune J., Tholin F., Pechereau F., Vincent-Randonnier A., Laux C.O. // AIAA Science and Technology Forum and Exposition, AIAA SciTech Forum 2022. 2022. P. 2022-0831. https://doi.org/10.2514/6.2022-0831
  23. Bityurin V.A., Bocharov A.N. // J. Phys. D Appl. Phys. 2018. V. 51. № 26. P. 264001. https://doi.org/10.1088/1361-6463/aac566
  24. Bocharov A.N., Bityurin V.A. LAP Lambert Academic Publishing, 2017. P. 28.
  25. Перевощиков Е.Е., Фирсов А.А. // Физика плазмы. 2023. Т. 49. № 5. = Perevoshchikov E.E., Firsov A.A. // Plasma Physics Reports. 2023. V. 49. № 5. https://doi.org/10.31857/S0367292123600218
  26. Bityurin V.A., Bocharov A.N., Popov N.A. // Fluid Dynamics. 2008 43:4. 2008. V. 43. № 4. P. 642. https://doi.org/10.1134/S0015462808040170
  27. Bityurin V.A., Bocharov A.N. // Fluid Dynamics 2006 41:5. 2006. V. 41. № 5. P. 843. https://doi.org/10.1007/S10697-006-0100-5
  28. Firsov A., Bityurin V., Tarasov D., Dobrovolskaya A., Troshkin R., Bocharov A. // Energies. 2022. V. 15. № 19. P. 7015. https://doi.org/10.3390/en15197015
  29. Park C. // J. Thermophys. Heat Trans. 2012. V. 7. № 3. P. 385–398. https://doi.org/10.2514/3.431.
  30. Benilov M.S., Naidis G.V. // J Phys D Appl Phys. 2003. V. 36. № 15. P. 1834. https://doi.org/10.1088/0022-3727/36/15/314
  31. Hagelaar G.J.M., Pitchford L.C. // Plasma Sources Sci Technol. 2005. V. 14. № 4. P. 722. https://doi.org/10.1088/0963-0252/14/4/011
  32. Phelps A.V., Pitchford L.C. // Phys Rev A. 1985. V. 31. № 5. P. 2932. https://doi.org/10.1103/PhysRevA.31.2932
  33. Braginskiy O.V., Vasilieva A.N., Klopovskiy K.S., Kova-lev A.S., Lopaev D.V., Proshina O.V., Rakhimova T.V., Rakhimov A.T. // J. Phys. D Appl. Phys. 2005. V. 38. № 19. P. 3609. https://doi.org/10.1088/0022-3727/38/19/010
  34. Kovalev A.S., Lopaev D.V., Mankelevich Y.A., Popov N.A., Rakhimova T.V., Poroykov A.Y., Carroll D.L. // J. Phys. D Appl. Phys. 2005. V. 38. № 14. P. 2360. https://doi.org/10.1088/0022-3727/38/14/010
  35. Popov N.A., Starikovskaia S.M. // Prog Energy Combust Sci. 2022. V. 91. P. 100928. https://doi.org/10.1016/j.pecs.2021.100928
  36. Bityurin V.A., Bocharov A.N., Dobrovolskaya A.S., Kuznetsova T.N., Popov N.A., Filimonova E.A. // J. Phys.: Conf. Ser. 2021. V. 2100. P. 012032. https://doi.org/10.1088/1742-6596/2100/1/012032
  37. Deminsky M., Kochetov I., Napartovich A., Leonov S. // International Journal of Hypersonics. 2010. V. 1. № 4. P. 209–224. https://doi.org/10.1260/1759-3107.1.4.209
  38. Трошкин Р.С., Фирсов А.А. // Физика плазмы. 2023. Т. 49. № 5. = Troshkin R.S., Firsov A.A. // Plasma Physics Reports. 2023. V. 49. № 5. https://doi.org/10.31857/S036729212360022X

© Российская академия наук, 2023

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».