1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Физика плазмы
  4. T. 49, № 11, 2023

Физика плазмы, 2023, T. 49, № 11, стр. 1213-1221

О воздействии кольцевого периодического поверхностного барьерного разряда в воздухе на структуру течения

В. А. Битюрин a, А. Н. Бочаров a, *, Н. А. Попов a

a Объединенный институт высоких температур РАН
Москва, Россия

* E-mail: bocharov@ihed.ras.ru

Поступила в редакцию 25.08.2023
После доработки 28.09.2023
Принята к публикации 28.09.2023

Аннотация

Представлены результаты численного моделирования периодического поверхностного барьерного разряда. Целью работы является исследование механизмов воздействия разряда на среду (воздух при атмосферном давлении), индуцирующее движение воздуха над диэлектрической поверхностью. Численное моделирование выполнялось с помощью компьютерной модели, которая реализует интегрирование системы двумерных уравнений Навье–Стокса для среды в целом, уравнения переноса заряженных частиц и уравнение Пуассона для электрического потенциала. Помимо объемных процессов (ионизация частиц, рекомбинация, дрейф заряженных частиц в сильном электрическом поле, концентрационная диффузия) рассматриваются процессы осаждения частиц на поверхности диэлектрика, приводящие к зарядке диэлектрика. В периодическом барьерном разряде небольшой амплитуды оба механизма, силовой и тепловой, оказывают воздействие на поле течения. Основной эффект разряда состоит в генерации вихревого течения, такого что вдоль поверхности создается струя со средней скоростью ~1–2 м/с.

Ключевые слова: поверхностный барьерный разряд, неравновесная плазма, генерация течения

Список литературы

  1. Bletzinger P., Ganguly B.N., VanWie D., and Garscad-den A. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2005. V. 38. R33–R57.

  2. Leonov S.B., Petrishchev V., Adamovich I.V. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2014. V. 47. P. 465201.

  3. Leonov S.B., Adamovich I.V., Soloviev V.R. // Plasma Sources Sci. Technol. 2016. V. 25. P. 063001.

  4. Starikovskiy A. // Encyclopedia of Plasma Technology / Ed. J.L. Shohet. Taylor & Francis, 2016.

  5. Стариковский А.Ю., Александров Н.Л. // Физика плазмы. 2021. Т. 47. № 2. С. 126–192

  6. Zouzou N., Moreau E., and Touchard G. // J. Electrostat. 2006. V. 64. P. 537–42.

  7. Thomas F.O., Corke T.C., Iqbal M., Kozlov A., and Schatzman D. // AIAA Journal. 2009. V. 47. P. 9.

  8. Corke T.C., Post M.L., Orlov D.M. // Exp. Fluids. 2009. V. 46. P. 1.

  9. Corke T.C., Enloe C.L., and Wilkinson S.P. // Annual Review of Fluid Mechanics. 2010. V. 42. № 11. P. 505–529.

  10. Adamovich I.V., Leonov S.B., Frederickson K., Zheng J.G., Cui Y.D., and Khoo B.C. // 55th AIAA Aerospace Sciences Meeting. 9–13 January 2017, Grapevine, Texas. Paper AIAA 2017-1339.

  11. Samimy M., Webb N., Esfahani A. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2019. V. 52. P. 354002.

  12. Starikovskiy A.Yu., Nikipelov A.A., Nudnova M.M., Roupassov D.V. // Plasma Sources Sci. Technol. 2009. V. 18. P. 034015.

  13. Roupassov D.V., Nikipelov A.A., Nudnova M.M., Starikovskiy A.Yu. // AIAA Journal. 2009. V. 47. P. 168.

  14. Aleksandrov N.L., Kindusheva S.V., Nudnova M.M. and Starikovskii A.Yu. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2010. V. 43. P. 255201

  15. Popov N.A. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2011. V. 44. 285201 (16 pp).

  16. Popov N.A., Starikovskaia S.M. // Progress in Energy and Combustion Science. 2022. V. 91. P. 100928.

  17. Zhu Y., Shcherbanev S., Baron B., Starikovskaia S. // Plasma Sources Sci. Technol. 2017. V. 26. P. 125004.

  18. Soloviev V.R., Anokhin E.M., Aleksandrov N.L. // Plasma Sources Sci. Technol. 2020. V. 29. P. 035006.

  19. Babaeva N.Y., Tereshonok D.V. and Naidis G.V. // Plasma Sources Sci. Technol. 2016. V. 25. P. 044008.

  20. Soloviev V.R., Krivtsov V.M. // Plasma Sources Sci. Technol. 2018. V. 27. P. 114001.

  21. Zhu Y., Starikovskaia S. // Plasma Sources Sci. Technol. 2018. V. 27. P. 124007.

  22. Соловьев В.Р. // Физика плазмы. 2018. Т. 44. С. 997

  23. Moralev I., Boytsov S., Kazansky P. and Bityurin V. // Exp. Fluids 2014. V. 55. P. 1747.

  24. Bityurin V.A., Bocharov A.N. // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering 249 (2017) 012008 https://doi.org/10.1088/1757-899X/249/1/012008.

  25. Taglioli M., Shaw A., Wright A., FitzPatrick B., Neretti G., Seri P., Borghi C.A. and Iza F. // Plasma Sources Sci. Technol. 2016. V. 25. P. 06LT01.https://doi.org/10.1088/0963-0252/25/6/06LT01e

  26. Bityurin V., Bocharov A. and Popov N. // AIAA Paper 2007–0223, Proc. 45th AIAA Aerospace Sciences Meeting & Exhibit, 5–8 January 2007, Reno, NV.

  27. Bityurin V.A., Bocharov A.N., and Popov N.A. // High Temperature. 2011. V. 49. № 5. P. 758–761.

  28. Hagelaar G.J.M., Pitchford L.C. // Plasma Sources Sci Technol. 2005. V. 14. P. 722–33.

  29. Phelps A.V., Pitchford L.C. // Phys Rev A. 1985. V. 31. P. 2932–49.

  30. Braginskiy O.V., Vasilieva A.N., Klopovskiy K.S., Lopa-ev D.V., Proshina O.V. // J Phys D: Appl Phys. 2005. V. 38. P. 3609–25.

  31. Kovalev A.S., Lopaev D.V., Mankelevich Y.A., Po-pov N.A., Rakhimova T.V., Poroykov A.Y. // J Phys D: Appl Phys. 2005. V. 38. P. 2360–70.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Физика плазмы

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал