Plasma Physics ReportsPlasma Physics ReportsФизика плазмы0367-29213034-6371The Russian Academy of Sciences68374410.31857/S0367292124110116FAQISKLOW TEMPERATURE PLASMAНИЗКОТЕМПЕРАТУРНАЯ ПЛАЗМАResearch ArticleNUMERICAL SIMULATION OF PULSE-PERIODIC NANOSECOND ELECTRIC DISCHARGE IN AIRЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ИМПУЛЬСНО-ПЕРИОДИЧЕСКОГО НАНОСЕКУНДНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО РАЗРЯДА В ВОЗДУХЕBityurinV. A.БитюринВ. АBocharovA. N.БочаровА. Нbocharov@ihed.ras.ruDobrovol’skayaA. S.ДобровольскаяА. СPopovN. A.ПоповН. АFilimonovaE. A.ФилимоноваЕ. АJoint Institute for High Temperatures, Russian Academy of SciencesОбъединенный институт высоких температур РАН (ОИВТ РАН)241220245011VOL 50, NO11 (2024)ТОМ 50, №11 (2024)1402140810062025Copyright ©; 2024, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2024, Российская академия наук2024Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://journals.eco-vector.com/0367-2921/article/view/683744

The results of the numerical simulation of a pulse-periodic nanosecond discharge are presented. An axisymmetric high-frequency (5 MHz) electric discharge in a pin-to-pin configuration is considered. Numerical models are used that take into account the chemical kinetics of high-temperature air and plasma chemistry, in which the reaction rates are determined by the magnitude of the reduced electric field. Preliminary results of plasma activation of atmospheric pressure air by a pulse-periodic nanosecond discharge are presented in order to intensify the production of chemically active particles (by the example of atomic oxygen).

Представлены результаты численного моделирования импульсно-периодического наносекундного разряда. Рассматривается осесимметричный высокочастотный (5 МГц) электрический разряд в конфигурации иглаигла. Используются численные модели, учитывающие как химическую кинетику высокотемпературного воздуха, так и плазмохимию, в которой скорости реакций определяются величиной приведенного электрического поля. Представлены предварительные результаты плазменной активации воздуха атмосферного давления импульсно-периодическим наносекундным разрядом с целью интенсификации наработки химически активных частиц (на примере атомарного кислорода).

nanosecond electric discharge in airnonequilibrium plasmaarc dischaнаносекундный электрический разряд в воздухенеравновесная плазмадуговой разрядРабота выполнена при финансовой поддержке гранта Министерства науки и высшего образования РФ № 075-00270-24-00 и Программы №10 НЦФМStarikovskiy A., Aleksandrov N. // Prog. Energy Combust Sci. 2013 V. 39. P. 61. http://dx.doi.org/10.1016/j.pecs.2012.05.003.Ju Y., Sun W. // Prog. Energy Combust Sci. 2015. V. 48. P. 21. http://dx.doi.org/10.1016/j.pecs.2014.12.002.Popov N.A., Starikovskaia S.M. // Prog. Energy Combust Sci. 2022. V. 91. P. 100928. https://doi.org/10.1016/j.pecs.2021.100928Pancheshnyi S.V., Lacoste D.A., Bourdon A. and Laux C.O. // IEEE Trans. Plasma Sci. 2006. V. 34. P. 2478.Naidis G. V. // J. Phys. D: Appl. Phys.2008. V. 41. P. 234017.Filimonova E., Bocharov A., Bityurin V. // Fuel. 2014. V. 228. P. 309Filimonova E.А., Dobrovolskaya A.S., Bocharov A.N., Bityurin V.A. and Naidis G.V. // Combust. Flame. 2020. V. 215. P. 401.Bityurin V.A. and Bocharov A.N. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2018. V. 51. 264001. https:// doi.org/10.1088/1361-6463/aac56Bityurin V.A. and Bocharov A.N and Popov N.A. // High Temperature. 2011. V. 49. № 5. Р. 758.Bityurin V.A. and Bocharov A.N . // IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 2017. 249 .012008Bityurin V.A., Bocharov A.N., Moralev I.A., Kuznetsova T.N. // J. Phys.: Conf. Ser. 2019. V. 1394. 012022Moralev I, Kazanskii P., Bityurin V., Bocharov A., Firsov A., Dolgov E. and Leonov S. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2020. V. 53 .425203, https://doi.org/10.1088/1361-6463/ab9d5a.Bityurin V. A. , Bocharov A.N., Kuznetsova T.N. // J. Phys.: Conf. Ser. 2020.1698. 012027Chng T. L., Brisset A., Jeanney P., Starikovskaia S. M., Adamovich I. V., and Tardiveau P. // Plasma Sources Sci. Technol. 2019.V.28. 09LT02Albrecht H., Bloss W. H., Herden W., Maly R., Saggau B., and Wagner E. // Technical Paper.1977. 770853Orriere T., Moreau E., and Pai D.Z. // J. Phys. D: Applied Phys. 2018. V. 51. P. 494002.Minesi N., Mariotto P., Stancu G.D., Laux C.O. // 2019 AIAA SciTech Forum.2019. (7-11 January 2019, San Diego, California), AIAA Paper 10.2514/6.20190463, 2019.Zhang B., Zhu Y., Zhang X., Popov N.A., Orriere T., Pai D., Starikovskaia S.M. // Plasma Sources Sci. Technol. 2023. V. 32. https://doi.org/10.1088/1361-6595/ad085cБитюрин В.А. дисс. ... д.ф.-м..н., 1994.Bityurin V.A., Bocharov A.N., Dobrovolskaya A.S., Kuznetsova T.N., Popov N.A. and Filimonova E.A. // J. Phys.: Conf. Ser. 2021. V. 2100. 012032. doi:10.1088/1742-6596/2100/1/012032Park C. // Journal of Thermophysics and Heat Transfer. 1993. V. 7. № 3.Bityurin V.A., Bocharov A.N. and Popov N.A. // Plasma Physics Reports. 2023. V. 49. № 11. Р. 1392. doi: 10.1134/S1063780X2360158X.Bityurin V.A., Bocharov A.N., Popov N.A., Kuznetsova T.N. and Baranov D.S. // J. Phys.: Conf. Ser. 2021. V. 2100. 012030. doi:10.1088/1742-6596/2100/1/012030.