Plasma Physics ReportsPlasma Physics ReportsФизика плазмы0367-29213034-6371The Russian Academy of Sciences66891810.31857/S0367292123601121HIQWANLOW TEMPERATURE PLASMAНИЗКОТЕМПЕРАТУРНАЯ ПЛАЗМАО воздействии кольцевого периодического поверхностного барьерного разряда в воздухе на структуру теченияО воздействии кольцевого периодического поверхностного барьерного разряда в воздухе на структуру теченияБитюринВ.БитюринВ. А.bocharov@ihed.ras.ruБочаровА.БочаровА. Н.bocharov@ihed.ras.ruПоповН.ПоповН. А.bocharov@ihed.ras.ruОбъединенный институт высоких температур РАН0111202349111213122127022025Copyright ©; 2023, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2023, Российская академия наук2023Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://journals.eco-vector.com/0367-2921/article/view/668918

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.

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.

поверхностный барьерный разряднеравновесная плазмагенерация теченияBletzinger P., Ganguly B.N., VanWie D., and Garscad-den A. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2005. V. 38. R33–R57.Leonov S.B., Petrishchev V., Adamovich I.V. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2014. V. 47. P. 465201.Leonov S.B., Adamovich I.V., Soloviev V.R. // Plasma Sources Sci. Technol. 2016. V. 25. P. 063001.Starikovskiy A. // Encyclopedia of Plasma Technology / Ed. J.L. Shohet. Taylor & Francis, 2016.Стариковский А.Ю., Александров Н.Л. // Физика плазмы. 2021. Т. 47. № 2. С. 126–192Zouzou N., Moreau E., and Touchard G. // J. Electrostat. 2006. V. 64. P. 537–42.Thomas F.O., Corke T.C., Iqbal M., Kozlov A., and Schatzman D. // AIAA Journal. 2009. V. 47. P. 9.Corke T.C., Post M.L., Orlov D.M. // Exp. Fluids. 2009. V. 46. P. 1.Corke T.C., Enloe C.L., and Wilkinson S.P. // Annual Review of Fluid Mechanics. 2010. V. 42. № 11. P. 505–529.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.Samimy M., Webb N., Esfahani A. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2019. V. 52. P. 354002.Starikovskiy A.Yu., Nikipelov A.A., Nudnova M.M., Roupassov D.V. // Plasma Sources Sci. Technol. 2009. V. 18. P. 034015.Roupassov D.V., Nikipelov A.A., Nudnova M.M., Starikovskiy A.Yu. // AIAA Journal. 2009. V. 47. P. 168.Aleksandrov N.L., Kindusheva S.V., Nudnova M.M. and Starikovskii A.Yu. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2010. V. 43. P. 255201Popov N.A. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2011. V. 44. 285201 (16 pp).Popov N.A., Starikovskaia S.M. // Progress in Energy and Combustion Science. 2022. V. 91. P. 100928.Zhu Y., Shcherbanev S., Baron B., Starikovskaia S. // Plasma Sources Sci. Technol. 2017. V. 26. P. 125004.Soloviev V.R., Anokhin E.M., Aleksandrov N.L. // Plasma Sources Sci. Technol. 2020. V. 29. P. 035006.Babaeva N.Y., Tereshonok D.V. and Naidis G.V. // Plasma Sources Sci. Technol. 2016. V. 25. P. 044008.Soloviev V.R., Krivtsov V.M. // Plasma Sources Sci. Technol. 2018. V. 27. P. 114001.Zhu Y., Starikovskaia S. // Plasma Sources Sci. Technol. 2018. V. 27. P. 124007.Соловьев В.Р. // Физика плазмы. 2018. Т. 44. С. 997Moralev I., Boytsov S., Kazansky P. and Bityurin V. // Exp. Fluids 2014. V. 55. P. 1747.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.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/10.1088/0963-0252/25/6/06LT01eBityurin V., Bocharov A. and Popov N. // AIAA Paper 2007–0223, Proc. 45th AIAA Aerospace Sciences Meeting & Exhibit, 5–8 January 2007, Reno, NV.Bityurin V.A., Bocharov A.N., and Popov N.A. // High Temperature. 2011. V. 49. № 5. P. 758–761.Hagelaar G.J.M., Pitchford L.C. // Plasma Sources Sci Technol. 2005. V. 14. P. 722–33.Phelps A.V., Pitchford L.C. // Phys Rev A. 1985. V. 31. P. 2932–49.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.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.