Numerical simulation of electrodynamic structure of two kinds of glow discharge
Analysis of problem of numerical simulation of glow discharges for aerospace applications is presented. Two kinds
of glow discharges are analysed. The first one is the multi-column direct current glow discharge between infinite
plates. It is shown that there are conditions for existence of the multi-column structure in mode of the normal glow
discharge.
The second problem is the microwave capacitive glow discharge (MCGD) between infinite plates. Numerical simulation
data for two forms of the MCGD are presented, which are realized at identical initial conditions.
Представлен анализ проблемы компьютерного моделирования тлеющих разрядов в условиях, представляющих интерес для аэрофизических исследований.
Приведены результаты расчетов тлеющих разрядов постоянного тока в условиях существования нескольких
токопроводящих столбов.
Показаны результаты численных экспериментов, в которых высокочастотный емкостной тлеющий разряд
сосуществует в двух формах (в α- и γ- формах) при одних и тех же граничных условиях.
1. Ward A.L. Calculations of Cathode-Fall Characteristics // J. of Applied Physics. 1962. V.33. № 9. P.2789−2794.
2. Ward A.L. Effect of Space Charge in Cold-Cathode Gas Discharges // Physical Review. 1958. V.112. № 6. P.1852−1857.
3. Гладуш Г.Г., Самохин А.А. Расчет двумерного тлеющего разряда в молекулярном газе. М.: Препринт Института атомной энергии ИАЭ-3062. 1978. С.18.
4. Гладуш Г.Г., Самохин А.А. Численное исследование шнурования тока на электродах в тлеющем разряде // ПМТФ. 1981. № 5. С.15−23.
5. Graves D.B., Jensen K.E. A continuum Model of DC and RF Discharges // IEEE Transactions on Plasma Science. 1986. V.PS-14. № 2. P.78−91.
6. Райзер Ю.П., Суржиков С.Т. Еще раз о природе эффекта нормальной плотности тока на катоде тлеющего разряда // Письма в ЖТФ. 1987. T.13. Вып.8. С.452−456.
7. Райзер Ю.П., Суржиков С.Т. Двумерная структура нормального тлеющего разряда и роль диффузии в формировании катодного и анодного пятен // Теплофизика высоких температур. 1988. Т.25. № 3. С.428−435
8. Райзер Ю.П., Суржиков С.Т. Диффузия зарядов вдоль тока и эффективный метод устранения счетной диффузии // ТВТ. 1990. Т.27. № 3. С.8−15.
9. Суржиков С.Т. Физическая механика газовых разрядов. М.: Изд. МГТУ. 2006. 640 с.
10. Resler E.L., Sears W.R. The Prospects for Magneto-Aerodynamics // J. Aero Sci. 1958. V.25. P.45−235, and 258.
11. Shang J.S. Recent Research in Magneto-Aerodynamics // Progress in Aerospace Sciences. 2001. V.37. P.1−20.
12. Shang J.S., Surzhikov S.T. Magneto-Aerodynamic Actuator for Hypersonic Flow Control // AIAA J., 2005 (a). V.43. № 8. C.1633−1643.
13. Shang J.S., Surzhikov S.T. Magneto-fluid-dynamics Interaction for Hypersonic Flow Control // AIAA Paper 04-0508. 2004.
14. Shang J.S., Surzhikov S.T., Kimmel R., Gaitonde D., Menart J, and Hayes J. Plasma Actuator for Hypersonic Flow Control // AIAA 05-0563. 2005 (b).
15. Surzhikov S.T. and Shang J.S. Physics of the Surface Direct Current Discharge in Magnetic Field // AIAA 04-0176. 2004 (a). 11 p.
16. Surzhikov S.T., Shang J.S Multi-Fluid Model of Weakly Ionized Electro-Negative Gas // AIAA-04-2659. 2004 (b). 11 p.
17. Surzhikov S.T., Shang J.S. Numerical Simulation of Subsonic Gas Flows with Glow Discharge and Magnetic Field // AIAA 03-3759. 2003 (b).
18. Surzhikov S.T., Shang J.S. Glow Discharge in Magnetic Field with Heating of Neutral Gas // AIAA 03-3654. 2003 (c). P.11
19. Surzhikov S.T., Shang J.S. Subsonic and supersonic flow around wing with localized surface gas discharge // AIAA 05-0406. 2005. 11 p.
20. Surzhikov S.T., Shang J.S. Supersonic Internal Flows with Gas Discharge and External Magnetic Field // AIAA 03-3625. 2003 (a). P.11.
21. Surzhikov S.T., Shang J.S. Two-component plasma model for two-dimensional glow discharge in magnetic field // Journal of Computational Physics. 2004 (c). V.199. P.437−464.
22. Суржиков С.Т., Шэнг Дж.С. Вязкое взаимодействие на плоской пластине с поверхностным разрядом в магнитном поле//ТВТ. 2005. Т.43. №1. С.21−31.
23. Boeuf J.P. // Phys. Rev. A. 1987.V.36. № 6. P.2782.
24. Boeuf J.P., Marode E. //J.Phys. D.: Appl.Phys. 1982. V.15. P.2169.
25. Березин Ю.А., Вшивков В.А. Метод частиц в динамике разреженной плазмы. Новосибирск: Наука. 1980. 95 с.
26. Хокни Р., Иствуд Дж. Численное моделирование методом частиц. М.: Мир. 1987. 638 с.
27. Бэдсел Ч., Ленгдон А. Физика плазмы и численное моделирование. М.: Энергоатомиздат. 1989. 451 с.
28. Петрусев А.С., Суржиков С.Т., Шэнг Дж.С. Двумерная модель тлеющего разряда с учетом колебательного возбуждения молекулярного азота// ТВТ. 2006. Т.44. № 6. С.814-822.
29. Петрусев А.С., Суржиков С.Т Колебательное возбуждение в тлеющем разряде для аэрокосмических приложений // Химическая Физика. 2006. Т.25. № 11. С.8−16.
