Численное моделирование главной стадии разряда молнии

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Представлена численная модель главной стадии разряда молнии. В рамках данной модели эволюция параметров токового канала при обратном ударе (главной стадии разряда молнии) описывается системой уравнений сохранения массы, импульса, полной энергии, а также уравнений длинной линии для определения электрического потенциала и полного тока в каждом сечении канала. Численно продемонстрированы основные черты разряда молнии на стадии обратного удара, регистрируемые экспериментально: нагрев газа в канале до температур 10–40 кК; принципиальная возможность распространения волны градиента потенциала со скоростями от сотых до десятых долей скорости света, а также возможность распространения волны обратного удара без существенного затухания на достаточно большие расстояния. На основании представленных результатов по моделированию разрядов молнии различной интенсивности можно заключить, что разработанная физическая и численная модель разряда молнии качественно правильно описывает совокупность физических процессов, имеющих место в реальных условиях.

Об авторах

А. Н. Бочаров

Объединенный институт высоких температур РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: bocharov@ihed.ras.ru
Россия, Москва

Е. А. Мареев

Институт прикладной физики РАН

Email: bocharov@ihed.ras.ru
Россия, Нижний Новгород

Н. А. Попов

Объединенный институт высоких температур РАН; МГУ им. М.В. Ломоносова, НИИ ядерной физики им. Д.В. Скобельцына

Email: bocharov@ihed.ras.ru
Россия, Москва; Москва

Список литературы

  1. Базелян Э. М., Райзер Ю. П. Физика молнии и молниезащиты. М.: Физматлит, 2001. 320 с.
  2. Rakov V., Uman M. Lightning: physics and effects. Cambridge University Press, 2003.
  3. Paxton A. H., Gardner R. L., Baker L. // Phys. Fluids. 1986. V. 29. Р. 2736.
  4. Александров Н. Л., Базелян Э. М., Шнейдер М. Н. // Физика плазмы. 2000. Т. 26. С. 952.
  5. Plooster M. N. // Phys. Fluids. 1971. V. 14. Р. 2111.
  6. Ripoll J.-F., Zinn J., Jeffery C. A., Colestock P. L. // J. Geophys. Res. Atmos. 2014. V. 119. Р. 9196.
  7. Ripoll J.-F., Zinn J., Colestock P. L., Jeffery C. A. // J. Geophys. Res. Atmos. 2014. V. 119. Р. 9218.
  8. Bocharov A. N., Mareev E. A., Popov N. A. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2022. V. 55. Р. 115204.
  9. Robledo-Martinez A., Sobral H., Ruiz-Meza A. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2008. V. 41. Р. 175207.
  10. Sousa Martins R., Chemartin L., Zaepffel C., Lalande Ph., Soufiani A. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2016. V. 49. Р. 185204.
  11. Sousa Martins R., Zaepffel C., Chemartin L., Lalande Ph., Soufiani A. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2016. V. 49. Р. 415205.
  12. Sousa Martins R., Zaepffel C., Chemartin L., Lalande Ph., Lago F. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2019. V. 52. Р. 185203.
  13. Василяк Л. М., Костюченко С. В., Кудрявцев Н. Н., Филюгин И. В. // УФН. 1994. Т. 164. С. 261.
  14. Попов Н. А. // Физика плазмы. 2003. T. 29. C. 754.
  15. Александров Н. Л., Базелян Э. М., Кончаков А. М. // Физика плазмы. 2001. Т. 27. С. 928.
  16. Битюрин В. А., Бочаров А. Н., Попов Н. А. // Изв. РАН. МЖГ. 2008. № 4. С. 161.
  17. Bityurin V. A., Bocharov A. N. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2018. V. 51. Р. 264001. https://doi.org/10.1088/1361-6463/aac566
  18. Bityurin V. A., Bocharov A. N., Popov N. A. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2019. V. 52. Р. 354001. https://doi.org/10.1088/1361-6463/ab2181
  19. D’Angola A., Colonna G., Gorse C., Capitelli M. // European Phys. J. D. 2008. V. 46. Р. 129. https://doi.org/10.1140/epjd/e2007-00305-4
  20. Авилова И. В., Биберман Л. М., Воробьев В. С., Замалин В. М., Кобзев Г. А., Лагарьков А. Н., Мнацаканян А. Х., Норман Г. Э. Оптические свойства горячего воздуха. М.: Наука, 1970. 320 с.
  21. Kobzev G. A., Nuzhnyi V. A. // IVTAN Revs. 1989. V. 3. Р. 57.
  22. Bocharov A. N., Mareev E. A., Popov N. A. // J. Phys.: Confer. Ser. 2021. V. 2100. Р. 012031. https://doi.org/10.1088/1742-6596/2100/1/012031
  23. Базелян Э. М., Чичинский М. И. // Физика плазмы. 2009. Т. 35. С. 861.
  24. Bogatov N. A., Syssoev V. S., Sukharevsky D. I., Orlov A. I., Rakov V. A., Mareev E. A. // J. Geophys. Res.: Atmospheres. 2022. V. 127. Р. e2021JD035870.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Российская академия наук, 2024