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流光放电的密度模型:超越圆柱对称和均匀介质。 (英文) Zbl 1241.78010号

小结:流光放电通常通过密度模型(也称为反应-裂谷-扩散模型)的计算机模拟进行研究。我们回顾了这些模型,详细介绍了它们的物理基础、有效性范围以及在求解它们时使用的最相关的数值算法。我们特别关注自适应优化方案,该方案用于解决拖缆放电中的多重长度尺度,而无需高昂的计算成本。然后,我们报告了这些模型的最新结果,强调了圆柱对称流光在均匀介质中传播以外的发展。其中包括非均匀介质中的交互拖缆、分支拖缆和精灵拖缆。

MSC公司:

78A35型 带电粒子的运动
86A25型 地电和地磁
78M25型 光学数值方法(MSC2010)
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参考文献:

[1] Raether,H.,《德国物理杂志》,112464(1939)
[2] Raizer,Y.P.,《气体放电物理》(1991),施普林格-弗拉格出版社:德国柏林施普林格
[3] 埃伯特,美国。;蒙蒂恩,C。;布里尔斯,T.M.P。;Hundsdorfer,W。;Meulenbroek,B。;罗科,A。;van Veldhuizen,E.M.,《拖缆的多尺度特性》,Plasma Sour。科学。技术。,S118(2006)第15页
[4] 埃伯特,美国。;Sentman,D.D.,《流光、精灵、领导者、闪电:从微观到宏观》,J.Phys。D、 41、23(2008年)
[5] C.Li,U.Ebert,W.Hundsdorfer,拖缆放电的空间混合计算:II。全三维计算,J.Compute。物理。,这个问题。;C.Li,U.Ebert,W.Hundsdorfer,拖缆放电的空间混合计算:II。全三维计算,J.Compute。物理。,这个问题·Zbl 1426.76606号
[6] Lozansky,E.D。;Firsov,O.B.,流光传播初始阶段理论,J.Phys。D、 6976(1973)
[7] Meulenbroek,B。;罗科,A。;Ebert,U.,Streamer分支通过保角映射技术合理化,Phys。E版,69、6、9067402(2004)
[8] Brau,F。;卢克,A。;Meulenbroek,B。;埃伯特,美国。;Schäfer,L.,负拖缆放电移动边界模型的构建和测试,Phys。版本E,77,2,026219(2008)
[9] Brau,F。;Davidovitch,B。;Ebert,U.,弯曲流电离前沿的移动边界近似:可解性分析,Phys。版本E,78,5,056212(2008)
[10] Brau,F。;卢克,A。;Davidovitch,B。;Ebert,U.,《弯曲流注电离前沿的移动边界近似:数值试验》,《物理学》。修订版E,79,6066211(2009)
[11] Li,C。;埃伯特,美国。;Hundsdorfer,W.,《拖缆放电的空间混合计算》,具有拉前沿一般特征:I.平面前沿,J.Compute。物理。,229, 200 (2010) ·Zbl 1177.78013号
[12] Li,C。;布罗克,W.J.M。;埃伯特,美国。;van der Mullen,J.J.A.M.,《负拖缆头局部场近似的偏差》,J.Appl。物理。,101, 12, 123305 (2007)
[13] Li,C。;埃伯特,美国。;Hundsdorfer,W.,流注放电和失控电子产生的3D混合计算,J.Phys。D、 2003年第42、20、202页(2009年)
[14] 俄亥俄州香里安。;Neubert,T.,《负流放电产生失控电子》,J.Geophys。研究(空间物理学),115,A00E32(2010)
[15] 菲尔普斯。;杰伦科维奇,B.M。;Pitchford,L.C.,《极高E/n下电子激发和电离的简化模型》,Phys。版本A,36,5327(1987)
[16] 莫斯,G.D。;帕斯科,V.P。;刘,N。;Veronis,G.,《瞬态发光事件中流注尖端热失控电子分析的蒙特卡罗模型和闪电先导的流注区》,J.Geophys。研究(空间物理学),111,A02307(2006)
[17] Vrhovac,S.B。;斯托亚诺维奇,V.D。;Jelenković,B.M。;Petrović,Z.L.,低电流自持氮放电中电子的能量分布,J.Appl。物理。,90, 5871 (2001)
[18] 埃伯特,美国。;奈达姆,S。;Li,C。;卢克,A。;布赖尔斯,T。;van Veldhuizen,E.,《流光放电最新结果综述及其与精灵和闪电相关性的讨论》,J.Geophys。研究(空间物理学),115,A00E43(2010)
[19] 帕斯科,V.P。;美国伊南。;贝尔,T.F.,《精灵的空间结构》,地球物理学。Res.Lett.公司。,25, 2123 (1998)
[20] Wormeester,G。;Pancheshnyi,S。;卢克,A。;尼达姆,S。;Ebert,U.,《探测光电离:不同(N_2):(O_2)混合物中正流光的模拟》,J.Phys。D、 43505201(2010)
[21] 奈达姆,S。;van de Wetering,F.M.J.H。;布兰科,R。;van Veldhuizen,E.M。;美国埃伯特,《探测光离子化:纯气体和混合物中正流光的实验》,J.Phys。D、 43、14、145204(2010)
[22] 蒙蒂恩,C。;Hundsdorfer,W。;Ebert,U.,《模拟负拖缆的自适应网格细化策略》,J.Compute。物理。,219, 801 (2006) ·Zbl 1330.76087号
[23] 埃伯特,美国。;Brau,F。;Derks,G。;Hundsdorfer,W。;高,C。;Li,C。;卢克,A。;Meulenbroek,B。;奈达姆,S。;Ratushnaya,V。;Schäfer,L。;Tanveer,S。;放电,拖缆中的多尺度,重点是移动边界近似,非线性,24,C1(2011)·Zbl 1214.82100号
[24] 俄亥俄州香里安。;Neubert,T.,用于模拟流光在空气中传播的PIC-MCC代码,J.Compute。物理。,227, 7222 (2008) ·Zbl 1201.78003号
[25] Soria-Hoyo,C。;蓬提加,F。;基于Castellanos,A.的气体放电物理多时间尺度问题集成程序,J.Compute。物理。,228, 1017 (2009) ·Zbl 1168.78006号
[26] Pancheshny,S.,电负性气体混合物在拖缆开始传播和分支现象中的作用,等离子体Sour。科学。技术。,14, 645 (2005)
[27] Zhelezniak,医学学士。;Mnatsakanian,A.K。;Sizykh,S.V.,通过气体放电辐射对氮和氧混合物进行光电离,Teplofizika Vysokikh Temperatur,20423(1982)
[28] Legler,W.,Anregung von UV-Strahlung in Stickstoff und Wasserstoff durch einen Elektronenschwarm,Z.Phys。,169-183 (1963)
[29] 刘,N。;Pasko,V.P.,《光电离对sprites中正负流的传播和分支的影响》,J.Geophys。研究(空间物理学),109,A04301(2004)
[30] Naidis,G.V.,《关于空气中放电产生的光电离》,等离子体酸。科学。技术。,15, 253 (2006)
[31] Kulikovsky,A.A.,《光电离在正流动力学中的作用》,J.Phys。D、 33、1514(2000)
[32] 杜布罗文,D。;尼达姆,S。;van Veldhuizen,E.M。;埃伯特,美国。;Yair,Y。;普莱斯,C.,《金星和类木星行星上的精灵排放:实验室调查》,J.Geophys。研究(空间物理学),115,A00E34(2010)
[33] 菲尔普斯。;Pitchford,L.C.,N2对电子的各向异性散射及其对电子传输的影响,物理学。修订版A,31,2932(1985)
[34] 哈格拉尔,G.J.M。;Pitchford,L.C.,求解Boltzmann方程以获得流体模型的电子传输系数和速率系数,Plasma Sour。科学。技术。,14, 722 (2005)
[35] Dujko,S。;埃伯特,美国。;怀特,R。;Petrovic,Z.L.,流注等离子体放电中的电子传输数据,Publ。阿童木。贝尔格莱德市,89,71-74(2010)
[36] 达利,S.K。;Williams,P.F.,大气压力下氮气中流光传播的数值模拟,物理学。A版,311219(1985)
[37] 达利,S.K。;Williams,P.F.,气体中流光的二维研究,J.Appl。物理。,62, 4696 (1987)
[38] 吴,C。;Kunhardt,E.E.,(N_2)和(N_2-SF_6)混合物中流光的形成和传播,物理学。修订版A,37,4396(1988)
[39] 维特罗,P.A。;渗透剂,B.M。;Bardsley,J.N.,《氮中负流动力学的模拟》,《物理学》。修订版E,49/5574(1994)
[40] Zalesak,S.T.,流体的全多维通量校正传输算法,J.Compute。物理。,31335(1979年)·Zbl 0416.76002号
[41] Kulikovsky,A.,半导体和气体放电模拟中电子传输的更精确Scharfetter-Gummel算法,J.Compute。物理。,119, 149 (1995) ·兹比尔0828.76055
[42] Bourdon,A。;帕斯科,V.P。;刘,纽约。;塞莱斯汀,S。;塞古尔,P。;Marode,E.,基于辐射传输和亥姆霍兹方程的空气中非热气体放电产生的光电离的有效模型,等离子体Sour。科学。技术。,16, 656 (2007)
[43] Pancheshnyi,S.V。;Starikovskii,A.Y.,高压下长间隙阴极定向流光发展的二维数值模拟,J.Phys。D、 36、2683(2003)
[44] B.Koren,对流、扩散和源项的稳健迎风离散化方法,载于:C.B.Vreugdenhil,B.Koren.(编辑),对流扩散问题的数值方法,Vieweg Verlag,Wiesbaden,1993年,第117-137页。;B.Koren,平流、扩散和源项的稳健迎风离散化方法,见:C.B.Vreugdenhil,B.Koren.(编辑),平流扩散问题的数值方法,Vieweg Verlag,Wiesbaden,1993年,第117-137页·Zbl 0805.76051号
[45] Pancheshnyi,S。;努德诺娃,M。;Starikovskii,A.,不同压力下空气中阴极定向流光放电的发展:实验和与直接数值模拟的比较,Phys。E版,71、1、016407(2005)
[46] Bessières,D。;佩洛尔,J。;Bourdon,A。;Ségur,P。;Marode,E.,一种新的一维移动网格方法,应用于拖缆放电的模拟,J.Phys。D、 406559(2007)
[47] 俄亥俄州艾希瓦尔德。;O.杜卡斯。;Dubois,D。;Abahazem,A。;北卡罗来纳州梅尔巴希。;Benhenni,M。;Yousfi,M.,空气中正流光的实验分析和建模:对O和N自由基产生的估计,J.Phys。D、 41、23、234002(2008)
[48] 最小值,W。;Kim,H。;Lee,S。;Hahn,S.,《使用自适应网格生成和FEM-FCT进行拖缆模拟的研究》,IEEE Trans。马格纳。,37, 3141 (2001)
[49] Nikandrov博士。;Arslanbekov,R.R。;Kolobov,V.I.,动态自适应笛卡尔网格的拖缆模拟,IEEE Trans。血浆科学。,36, 932 (2008)
[50] Pancheshnyi,S。;Ségur,P。;卡佩尔,J。;Bourdon,A.,并行自适应网格细化丝状放电的数值模拟,J.Compute。物理。,227, 6574 (2008) ·Zbl 1144.76040号
[51] 埃伯特,美国。;van Saarloos,W.,前沿传播到不稳定状态:一致平移拉前沿的泛代数收敛,Phys。D非线性现象。,146, 1 (2000) ·Zbl 0984.35030号
[52] Kulikovsky,A.A.,《大气压空气中平行板电极之间的正流》,J.Phys。D、 30441(1997)
[53] Pancheshnyi,S.V。;Starikovskaia,S.M。;Starikovskii,A.Y.,光电离过程在阴极定向流光传播中的作用,J.Phys。D、 34、105(2001)
[54] Wackers,J.,集中源项的嵌套网格直接泊松解算器,J.Compute。申请。数学。,180, 1 (2005) ·Zbl 1069.65111号
[55] 塞莱斯廷,S。;博纳文图拉,Z。;Zeghondy,B。;Bourdon,A。;Ségur,P.,《使用泊松方程的虚拟流体方法模拟点对平面和点对点几何中的拖缆传播》,J.Phys。D、 42、6、0652030(2009)
[56] Kulikovsky,A.A.,弯曲阳极附近空气中正流的三维模拟,Phys。莱特。A、 245445(1998)
[57] 卢克,A。;埃伯特,美国。;Hundsdorfer,W.,空气和其他氧氮混合物中流光放电的相互作用,物理学。修订稿。,101, 7, 075005 (2008)
[58] 纽约Babaeva。;Naidis,G.V.,空气中非均匀电场中正流注动力学的二维建模,J.Phys。D、 29、2423(1996)
[59] 卢克,A。;Ratushnaya,V。;美国埃伯特,《环境空气中的正流和负流:模拟演化和速度》,J.Phys。D、 2005年4月41日,23日(2008年)
[60] 辛格,H。;斯坦比格勒,H。;Weiss,P.,《高压场计算的电荷模拟方法》,IEEE Trans。功率表观。系统。,第93页,第5页,1660-1668页(1974年)
[61] Malik,N.,《电荷模拟方法及其应用综述》,IEEE Trans。选举人。胰岛素。,24, 3-20 (1989)
[62] C.Li,《在流光模拟中加入粒子和流体方面》,博士论文,埃因霍温理工大学,2009年<http://repository.tue.nl/640104>;C.Li,《在流光模拟中加入粒子和流体方面》,博士论文,埃因霍温理工大学,2009年<http://repository.tue.nl/640104>
[63] 谢尔杜克,Y.V。;Larsson,A。;Gubanski,S.M。;Akyuz,M.,《弱均匀背景电场中正流的传播》,J.Phys。D、 34、614(2001)
[64] van Dijk,J。;Peerenboom,K。;希梅内兹,M。;米哈伊洛娃,D。;van der Mullen,J.,等离子体建模工具包Plasimo,J.Phys。D、 42、19、194012(2009)
[65] Steinle,G。;Neundorf,D。;希勒,W。;Pietralla,M.,屏障放电中细丝的二维模拟,J.Phys。D、 321350(1999)
[66] Ségur,P。;Bourdon,A。;E.马罗德。;贝西尔斯,D。;Paillol,J.H.,《使用改进的Eddington近似促进流光放电中光电离的计算》,Plasma Sour。科学。技术。,15, 648 (2006)
[67] 卢克,A。;埃伯特,美国。;蒙蒂恩,C。;Hundsdorfer,W.,《负流注中的光电离:快速计算和两种传播模式》,应用。物理学。莱特。,90, 8, 081501 (2007)
[68] 刘,N。;塞莱斯汀,S。;波登,A。;帕斯科,V.P。;Ségur,P。;Marode,E.,基于辐射传输和亥姆霍兹方程的光电离模型在弱电场流注研究中的应用,应用。物理学。莱特。,91, 21, 211501 (2007)
[69] 卡佩尔,J。;Ségur,P。;Bzourdon,A。;塞莱斯汀,S。;Pancheshnyi,S.,非热气体放电中光子传输辐射传递方程的有限体积法解:流光放电中光电离计算的应用,J.Phys。D、 第41、23、234018页(2008年)
[70] Naidis,G.V.,脉冲正电晕放电中的流上相互作用,J.Phys。D、 29779(1996)
[71] 卢克,A。;Brau,F。;埃伯特,美国,萨夫曼-泰勒流光:火花形成中的相互手指作用,物理学。E版,78、1、016206(2008)
[72] V.Ratushnaya,A.Luque,U.Ebert,《空气中长正流的电动力学表征,准备中》。;V.Ratushnaya,A.Luque,U.Ebert,《空气中长正流的电动力学表征》,编制中。
[73] Saffman,P.G。;Taylor,G.,《流体渗透到含有更粘稠液体的多孔介质或hele-shaw单元中》,R.Soc.伦敦程序。序列号。A、 245312(1958)·Zbl 0086.41603号
[74] Bensimon,D。;卡丹诺夫,L.P。;Liang,S。;Shraiman,B.I。;Tang,C.,《二维粘性流动》,修订版。物理。,58, 977 (1986)
[75] Meulenbroek,B。;埃伯特,美国。;Schäfer,L.,通过混合Dirichlet-Neumann边界条件正则化拉普拉斯场中的移动边界:精确结果,Phys。修订稿。,95, 19, 195004 (2005)
[76] Arrayás,M。;埃伯特,美国。;Hundsdorfer,W.,平面电极之间阳极定向流光的自发分支,Phys。修订稿。,88, 17, 174502 (2002)
[77] 蒙蒂恩,C。;埃伯特,美国。;Hundsdorfer,W.,负流分支时间的数值收敛,Phys。版本E,73,6(2006)·Zbl 1330.76087号
[78] Babaeva,纽约州。;库什纳,M.J.,《流线分支:不均匀性和气泡的作用》,IEEE Trans。血浆科学。,36892(2008年)
[79] Naidis,G.V.,大气压力氦等离子体射流中流光传播的建模,J.Phys。D、 2001年第43期(2010年)
[80] 弗朗茨,R.C。;Nemzek,R.J。;Winckler,J.R.,雷暴系统上方大型向上放电的电视图像,《科学》,249,48(1990)
[81] Raizer,Y.P。;Milikh,G.M。;Shneider,M.N。;诺瓦科夫斯基,S.V.,《雷云上方高层大气中的长飘带》,J.Phys。D、 313255(1998)
[82] Pasko,V.P.,《瞬变发光事件理论的最新进展》,J.Geophys。研究(空间物理学),115,A00E35(2010)
[83] 卢克,A。;美国埃伯特,《低电离层屏蔽电离波产生的精灵流光》,《国家地质科学》。,2, 757 (2009)
[84] 卢克,A。;美国埃伯特,《不同空气密度下的精灵:电荷守恒发光负轨迹和变化速度》,《地球物理学》。Res.Lett.公司。,37,L06806(2010)
[85] 帕斯科,V.P。;美国伊南。;贝尔,T.F。;Taranenko,Y.N.,低电离层准静电加热和电离产生的精灵,J.Geophys。决议,102,4529(1997)
[86] Valdivia,J.A。;Milikh,G。;Papadopoulos,K.,《红色精灵:闪电作为分形天线》,Geophys。Res.Lett.公司。,24, 3169 (1997)
[87] 马歇尔·R·A。;Newsome,R.T。;Lehtinen,N.G。;北拉瓦萨。;美国伊南,地面甚低频发射机诱发辐射带电子沉淀的光学特征,J.Geophys。研究(太空物理),115,A08206(2010)
[88] Cummer,S.A。;Jaugey,N。;李,J。;莱昂斯,W.A。;Nelson,T.E。;Gerken,E.A.,《精灵发育和结构的亚毫秒成像》,《地球物理学》。Res.Lett.公司。,第334104页(2006年)
[89] Stenbaek-Nielsen,H.C。;McHarg,M.G.,《高时间分辨率精灵成像:观察和影响》,J.Phys。D、 41、23、234009(2008)
[90] Kanmae,T。;Stenbaek Nielsen,H.C.公司。;McHarg,M.G.,具有3 ms时间分辨率的高度分辨精灵光谱,地球物理。Res.Lett.公司。,34,L07810(2007)
[91] Sentman,D.D。;Stenbaek-Nielsen,H.C。;麦克哈格,M.G。;Morrill,J.S.,《精灵流光等离子体化学校正》,J.Geophys。研究(大气),113,D14399(2008)
[92] 刘,N.,流光电流增加引起的精灵光迹模型,地球物理学。Res.Lett.公司。,37,L04102(2010)
[93] 尼迈耶,L。;Pietronero,L。;Wiesmann,H.J.,《介质击穿的分形维数》,《物理学》。修订稿。,52, 1033 (1984)
[94] 帕斯科,V.P。;美国伊南。;贝尔,T.F.,《精灵的分形结构》,地球物理学。Res.Lett.公司。,27, 497 (2000)
[95] Akyuz,M。;Larsson,A。;库雷,V。;Strandberg,G.,空气中拖缆分支的三维模拟,J.Electrost。,59, 2, 115-141 (2003)
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