Submicrosecond atmospheric electric discharge from the non-uniform electrode (tip) towards the plane electrode

摘要

This paper deals with the results of a numerical simulation of the fastatmospheric pressure discharge in a strongly non-uniform configuration ofa tip-to-plane diode filled with a nitrogen and oxygen mixture. Thesimulation is based on the advanced hydrodynamic plasma dischargeaccounting also gas photoionization. It was shown that, in the absence ofphotoionization, discharge develops similarly to the case withphotoionization, except the case of reversed voltage polarity. Thetheoretical results correspond to the existing experimental data for thespatial discharge structure and the current/voltage dischargecharacteristics. / В данной работе рассматриваются результаты численногомоделирования быстрого разряда при атмосферном давлении всильно неоднородной конфигурации диода «острие-плоскость»,заполненного смесью азота и кислорода. Моделированиеосновано на современной гидродинамической модели разряднойплазмы, учитывающей также фотоионизацию газа. Былопоказано, что при отсутствии фотоионизации разрядразвивается аналогично случаю с фотоионизацией (заисключением случая обратной полярности приложенногонапряжения). Теоретические результаты соответствуютсуществующим экспериментальным данным для структурыпространственного разряда и для временных характеристиктока / напряжения разряда. / U radu se razmatraju rezultati numeričke simulacije brzogpražnjenja pri atmosferskom pritisku u visoko nehomogenojkonfiguraciji diode tipa vrh‒ravan napunjene smešom azota ikiseonika. Simulacija se zasniva na savremenomhidrodinamičkom modelu pražnjenja plazme, koji takođe uzima uobzir fotojonizaciju gasa. Pokazano je da se, u odsustvufotojonizujućeg pražnjenja, on razvija slično kao i kodfotojonizacije, sa izuzetkom napona inverzne polarizacije.Teorijski rezultati su konzistentni sa postojećimeksperimentalnim podacima za prostornu strukturupražnjenja i za karakteristike pražnjenja napona/struje.