Hybrid Fluid Model for Calculating Electron Transport in Air in Strong Electric Fields

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

The hybrid fluid model for calculating electron transport in air is presented. Within the model, the transport of electrons with energies less than 300 eV is calculated based on the drift-diffusion equation, and in the high-energy range, it is calculated using a set of multigroup equations for the first two moments of the electron distribution function: the balance equations for concentrations and electron flux densities. The hybrid model presented is intended to be used for numerical simulations of electric discharge processes in air proceeding with the participation of runaway electrons. The results of numerical simulations of electron transport in air in homogeneous and inhomogeneous electric fields, which were performed using the hybrid model, were compared with the corresponding results of simulations obtained using the Monte Carlo method.

Sobre autores

E. Bochkov

All-Russia Research Institute of Experimental Physics, Russian Federal Nuclear Center

Autor responsável pela correspondência
Email: e_i_bochkov@mail.ru
607188, Sarov, Nizhni Novgorod oblast, Russia

Bibliografia

  1. Dwyer J.R., Rassoul H.K., Saleh Z., Uman M.A., Jerauld J., Plumer J.A. // Geophys. Res. Lett. 2005. V. 32. P. L20809.
  2. Dwyer J.R., Saleh Z., Rassoul H.K., Concha D., Rah-man M., Cooray V., Jerauld J., Uman M.A., Rakov V. A. // J. Geophys. Res. 2008. V. 113. P. D23207.
  3. Nguyen C.V., van Deursen A.P.J., Ebert U. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2008. V. 41. P. 234012.
  4. Rahman M., Cooray V., Ahmad N.A., Nyberg J., Rakov V.A., Sharma S. // Geophys. Res. Lett. 2008. V. 35. P. L06805.
  5. Nguyen C.V., van Deursen A.P.J., van Heesch E.J.M., Winands G.J.J., Pemen A.J.M. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2010. V. 43. P. 025202.
  6. Shao T., Tarasenko V.F., Zhang C., Rybka D.V., Kosty-rya I.D., Kozyrev A.V., Yan P., Kozhevnikov V.Yu. // New J. Phys. 2011. V. 13. P. 113035.
  7. Рыбка Д.В., Андроников И.В., Евтушенко Г.С., Козырев А.В., Кожевников В.Ю., Костыря И.Д., Тарасенко В.Ф., Тригуб М.В., Шутько Ю.В. // Оптика атмосферы и океана. 2013. Т. 26. С. 85.
  8. Kochkin P.O., Nguyen C.V., van Deursen A.P.J., Ebert U. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2012. V. 45. P. 425202.
  9. Ostgaard N., Carlson B.E., Nisi R.S., Gjesteland T., Grondahl O., Skeltved A., Lehtinen N.G., Mezentsev A., Marisaldi M., Kochkin P. // J. Geophys. Res.: Atmos. 2016. V. 121. P. 2939.
  10. Dwyer J.R., Rassoul H.K., Al-Dayeh M., Caraway L., Wright B., Chrest A., Uman M.A., Rakov V.A., Rambo K.J., Jordan D.M., Jerauld J., Smyth C. // Geophys. Res. Lett. 2004. V. 31. P. L05119.
  11. Dwyer J.R., Rassoul H.K., Al-Dayeh M., Caraway L., Chrest A., Wright B., Kozak E., Jerauld J., Uman M.A., Rakov V.A., Jordan D.M., Rambo K.J. // Geophys. Res. Lett. 2005. V. 32. P. L01803.
  12. Fishman G.J., Bhat P.N., Mallozzi R., Horack J.M., Koshut T., Kouveliotou C., Pendleton G.N., Meegan C.A., Wilson R.B., Paciesas W.S., Goodman S.J., Christi-an H.J. // Science. 1994. V. 264. P. 1313.
  13. Бабич Л.П. // УФН. 2019. Т. 189. С. 1044.
  14. Babich L.P. High-energy phenomena in electric discharges in dense gases: theory, experiment and natural phenomena. Arlington, Virginia, USA: Futurepast Inc., 2003.
  15. Celestin S., Pasko V.P. // J. Geophys. Res. 2011. V. 116. P. A03315.
  16. Бабич Л.П., Бочков Е.И., Куцык И.М. // Письма в ЖЭТФ. 2014. Т. 99 (7). С. 452. Babich L.P., Boch-kov E.I., Kutsyk I.M. // JETP Lett. 2014. V. 99 (7). P. 386.
  17. Babich L.P., Bochkov E.I., Kutsyk I.M., Neubert T., Chanrion O. // J. Geophys. Res.: Space Phys. 2015. V. 120. P. 5087. https://doi.org/10.1002/2014JA020923
  18. Babich L.P., Bochkov E.I., Kutsyk I.M., Neubert T., Chanrion O. // J. Geophys. Res.: Space Phys. 2017. V. 122. P. 8974. https://doi.org/10.1002/2017JA023917
  19. Kohn C., Chanrion O., Babich L.P., Neubert T. // Plasma Sourc. Sci. Technol. 2018. V. 27. P. 015017.
  20. Kohn C., Chanrion O., Neubert T. // Geophys. Res. Lett. 2018. V. 45. P. 5194.
  21. Cooray V., Arevalo L., Rahman M., Dwyer J., Rassoul H. // J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2009. V. 71. P. 1890.
  22. Babich L., Bochkov E. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2017. V. 50. P. 455202.
  23. Kohn C., Chanrion O., Nishikawa K., Babich L., Neubert T. // Plasma Sourc. Sci. Technol. 2020. V. 29. 035023.
  24. Starikovskiy A.Yu., Aleksandrov N.L., Shneider M.N. // J. Appl. Phys. 2021. V. 129. P. 063301.
  25. Бочков Е.И., Бабич Л.П. // Физика плазмы. 2022. Т. 48. С. 276.
  26. Бочков Е.И. // Физика плазмы. 2023. Т. 49. С. 381.
  27. Sommerer T.J., Hitchon W.N.G., Lawler J.E. // Phys. Rev. A. 1989. V. 39. P. 6356.
  28. Boeuf J.-P., Pitchford L.C. // IEEE Transactions Plasma Sci. 1991. V. 19. P. 286.
  29. Hitchon W.N.G., Parker G.J., Lawler J.E. // IEEE Transactions Plasma Sci. 1993. V. 21. P. 228.
  30. Bogaerts A., Gijbels R., Goedheer W.J. // Anal. Chem. 1996. V. 68. P. 2296.
  31. Wichaidit C., Hitchon W.N.G. // J. Computat. Phys. 2005. V. 203. P. 650.
  32. Donko Z., Hartmann P., Kutasi K. // Plasma Sources Sci. Technol. 2006. V. 15. P. 178.
  33. Brok W.J.M., Wagenaars E., van Dijk J., van der Mul-len J.J.A.M. // IEEE Transactions Plasma Sci. 2007. V. 35. P. 1325.
  34. Derzsi A., Hartmann P., Korolov I., Karacsony J., Bano G., Donko Z. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2009. V. 42. P. 225204.
  35. Бабич Л.П., Кудрявцев А.Ю., Кудрявцева М.Л., Куцык И.М. // Геомагнетизм и аэрономия. 2008. Т. 48. С. 381.
  36. Бабич Л.П., Кудрявцева М.Л. // ЖЭТФ. 2007. Т. 131. С. 808.
  37. Бабич Л.П., Бочков Е.И. // ЖЭТФ. 2011. Т. 139. С. 568.
  38. Бочков Е.И. // Физика плазмы. 2023. Т. 49. С. 175.
  39. Бочков Е.И., Бабич Л.П., Куцык И.М. // Физика плазмы. 2021. Т. 47. С. 935.
  40. Babich L.P., Bochkov E.I. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2021. V. 54. P. 465205.
  41. Moss G.D., Pasko V.P., Liu N., Veronis G. // J. Geophys. Res. 2006. V. 111. P. A02307.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar
2.

Baixar (82KB)
Metadados
3.

Baixar (43KB)
Metadados
4.

Baixar (42KB)
Metadados
5.

Baixar (226KB)
Metadados
6.

Baixar (228KB)
Metadados
7.

Baixar (184KB)
Metadados

Declaração de direitos autorais © Е.И. Бочков, 2023

Este site utiliza cookies

Ao continuar usando nosso site, você concorda com o procedimento de cookies que mantêm o site funcionando normalmente.

Informação sobre cookies