Численное моделирование истечения в вакуум высокоскоростных плазменных струй

封面

如何引用文章

全文:

详细

Представлены результаты численного трехмерного моделирования динамики высокоскоростных струй алюминиевой плазмы при их инжекции в сильно разреженную ионосферу Земли, которую можно считать вакуумом. Приведено описание модификации стандартного гидродинамического подхода, позволяющей учитывать режим сверхзвукового истечения плазмы в вакуум. Рассмотрены сценарии одиночной и встречной инжекций. Определены газодинамические параметры плазменных образований и их оптические характеристики, полученные при использовании стандартного и модифицированного подходов.

作者简介

Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова; Институт динамики геосфер им. ак. М.А. Садовского, РАН; НИЦ “Курчатовский институт”; Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН

编辑信件的主要联系方式.
Email: urvachevyegor@gmail.com
Россия, Москва; Россия, Москва; Россия, Москва; Россия, Москва

Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова; Институт динамики геосфер им. ак. М.А. Садовского, РАН

Email: urvachevyegor@gmail.com
Россия, Москва; Россия, Москва

Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова; Институт динамики геосфер им. ак. М.А. Садовского, РАН

Email: urvachevyegor@gmail.com
Россия, Москва; Россия, Москва

Институт динамики геосфер им. ак. М.А. Садовского, РАН

Email: urvachevyegor@gmail.com
Россия, Москва

参考

  1. Erlandson R.E., Meng C., Zetzer J.I. // J. Spacecraft and Rockets. 2004. V. 41. P. 481.
  2. Erlandson R., Meng C., Swaminathan P., Kumar C., Dogra V., Stoyanov B., Gavrilov B., Kiselev Y., Zetzer J., Stenbaek-Nielsen H. et al. // J. Spacecraft and Rockets. 2004. V. 41. P. 483.
  3. Zetser J., Poklad Y.V., Erlandson R. // Izvestiya, Phys. Solid Earth. 2021. V. 57. P. 745.
  4. Underwood T.C., Loebner K.T., Miller V.A., Cappelli M.A. // Sci. Rep. 2019. V. 9. P. 2588.
  5. Komissarov S., Porth O. // New Astron. Rev. 2021. V. 92. P. 101610.
  6. Beskin V. // Astron. Rep. 2023. V. 67. P. 27.
  7. Бескин В., Крауз В., Ламзин С. // УФН. 2023. Т. 193. С. 345.
  8. Landau L.D., Lifshitz E.M. Fluid Mechanics: Landau and Lifshitz: Course of Theoretical Physics, Volume 6. V. 6. Elsevier, 2013.
  9. Лосева Т., Косарев И., Поклад Ю., Ляхов А., Зецер Ю., Урвачев Е. // Физика плазмы. 2022. Т. 48. С. 956.
  10. Лосева Т., Урвачев Е., Зецер Ю., Ляхов А., Косарев И., Поклад Ю. // Физика плазмы. 2023. Т. 49. С. 797.
  11. Denavit J. // Phys. Fluids. 1979. V. 22. № 7. P. 1384.
  12. Werner G.R., Uzdensky D.A., Begelman M.C., Cerut-ti B., Nalewajko K. // Monthly Notices Royal Astron. Soc. 2018. V. 473. P. 4840.
  13. Lobok M., Brantov A., Bychenkov V.Y. // Phys. Plasmas. 2019. V. 26. № 12.
  14. Lobok M., Andriyash I.A., Vais O., Malka V., Bychen-kov V.Y. // Phys. Rev. E. 2021. V. 104. P. L053201.
  15. Suzuki-Vidal F., Lebedev S., Krishnan M., Skidmore J., Swadling G., Bocchi M., Harvey-Thompson A., Patan-kar S., Burdiak G., de Grouchy P. et al. // High Energy Density Phys. 2013. V. 9. P. 141.
  16. Hsu S., Moser A., Merritt E., Adams C., Dunn J., Brockington S., Case A., Gilmore M., Lynn A., Messer S., et al. // J. Plasma Phys. 2015. V. 81. P. 345810201.
  17. Kuzenov V., Ryzhkov S., Frolko P. // J. Phys.: Confer. Ser. V. 830. IOP Publishing. 2017. P. 012049.
  18. Rousskikh A.G., Artyomov A.P., Zhigalin A.S., Fedyu-nin A.V., Oreshkin V.I. // IEEE Transac. Plasma Science. 2018. V. 46. P. 3487.
  19. Крауз В., Харрасов А., Ламзин С., Додин А., Мялтон В., Ильичев И. // Физика плазмы. 2022. Т. 48. С. 506.
  20. Kuzenov V.V., Ryzhkov S.V., Varaksin A.Y. // Aerospace. 2023. V. 10. P. 662.
  21. Bird G.A. // Molecular gas dynamics and the direct simulation of gas flows. 1994.
  22. Titarev V. // Communications Computational Phys. 2012. V. 12. P. 162.
  23. Podryga V., Polyakov S. // Keldysh Institute Preprints. 2016. № 81. P. 1.
  24. Rana A.S., Struchtrup H. // Phys. Fluids. 2016. V. 28.
  25. Keenan B.D., Le A., Winske D., Stanier A., Wetherton B., Cowee M., Guo F. // Phys. Plasmas. 2022. V. 29.
  26. Munz C.-D. // Mathematical methods in the appl. sci. 1994. V. 17. P. 597.
  27. Subramaniam V., Raja L.L. // J. Computational Phys. 2018. V. 366. P. 207.
  28. Glazyrin S. // Astron. Lett. 2013. V. 39. P. 221.
  29. Urvachev E., Shidlovski D., Tominaga N., Glazyrin S., Blinnikov S. // Astrophys. J. Suppl. Ser. 2021. V. 256. № 1. P. 8.
  30. Glazyrin S., Lykov V., Karpov S., Karlykhanov N., Gryaz-nykh D., Bychenkov V.Y. // JETP Lett. 2022. V. 116. P. 83.
  31. Gasilov V., Boldarev A., Dyachenko S., Olkhovskaya O., Kartasheva E., Bagdasarov G., Boldyrev S., Gasilova I., Shmyrov V., Tkachenko S. et al. Towards an application of high-performance computer systems to 3D simulations of high energy density plasmas in Z-pinches // Applications, Tools and Techniques on the Road to Exascale Computing. IOS Press, 2012. P. 235.
  32. Gasilov V.A., Boldarev A.S., Olkhovskaya O.G., Boy-kov D.S., Sharova Y.S., Savenko N.O., Kotel’nikov A.M. // Preprints of the Keldysh Institute of Applied Mathematics. 2023. P. 37.
  33. Gonzalez M., Audit E., Huynh P. // Astron. Astrophys. 2007. V. 464. № 2. P. 429.
  34. Skinner M.A., Dolence J.C., Burrows A., Radice D., Varta-nyan D. // Astrophys. J. Suppl. Ser. 2019. V. 241. № 1. P. 7.
  35. Godunov S.K., Bohachevsky I. // Matematičeskij sbornik. 1959. V. 47. P. 271.
  36. Toro E.F. Riemann solvers and numerical methods for fluid dynamics: a practical introduction. Springer Science & Business Media, 2013.
  37. Harten A., Lax P.D., Leer B. v. // SIAM review. 1983. V. 25. P. 35.
  38. Davis S. // SIAM J. Scientific and Statistical Computing. 1988. V. 9. P. 445.
  39. Batten P., Clarke N., Lambert C., Causon D.M. // SIAM J. Scientific Computing. 1997. V. 18. P. 1553.
  40. Sun M., Takayama K. // J. Computational Phys. 2003. V. 189. P. 305.
  41. Fleischmann N., Adami S., Adams N.A. // J. Computational Phys.: X. 2020. V. 8. P. 100077.
  42. Urvachev E., Blinnikov S., Glazyrin S., Baklanov P. // Astron. Lett. 2022. V. 48. № 1. P. 20.
  43. Ma W., Zhao Z., Ni G. // Appl. Numerical Mathematics. 2021. V. 167. P. 92.
  44. Weinberger R., Ehlert K., Pfrommer C., Pakmor R., Springel V. // Monthly Notices Royal Astron. Soc. 2017. V. 470. P. 4530.
  45. Saha M.N. // Proceed. Royal Society London. Ser. A. 1921. V. 99. P. 135.
  46. Zeldovich Y.B., Raizer Y.P. Physics of shock waves and high-temperature hydrodynamic phenomena. V. 2. Academic Press, 1968.
  47. Miyoshi T., Kusano K. // J. Computational Phys. 2005. V. 208. P. 315.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2.

下载 (126KB)
索引源数据
3.

下载 (91KB)
索引源数据
4.

下载 (333KB)
索引源数据
5.

下载 (479KB)
索引源数据
6.

下载 (662KB)
索引源数据
7.

下载 (511KB)
索引源数据

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2023

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».