Численное моделирование главной стадии разряда молнии
- Авторы: Бочаров А.Н.1, Мареев Е.А.2, Попов Н.А.1,3
-
Учреждения:
- Объединенный институт высоких температур РАН
- Институт прикладной физики РАН
- МГУ им. М.В. Ломоносова, НИИ ядерной физики им. Д.В. Скобельцына
- Выпуск: Том 50, № 3 (2024)
- Страницы: 340-348
- Раздел: НИЗКОТЕМПЕРАТУРНАЯ ПЛАЗМА
- URL: https://ruspoj.com/0367-2921/article/view/668875
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0367292124030086
- EDN: https://elibrary.ru/RFUVHE
- ID: 668875
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
- Базелян Э. М., Райзер Ю. П. Физика молнии и молниезащиты. М.: Физматлит, 2001. 320 с.
- Rakov V., Uman M. Lightning: physics and effects. Cambridge University Press, 2003.
- Paxton A. H., Gardner R. L., Baker L. // Phys. Fluids. 1986. V. 29. Р. 2736.
- Александров Н. Л., Базелян Э. М., Шнейдер М. Н. // Физика плазмы. 2000. Т. 26. С. 952.
- Plooster M. N. // Phys. Fluids. 1971. V. 14. Р. 2111.
- Ripoll J.-F., Zinn J., Jeffery C. A., Colestock P. L. // J. Geophys. Res. Atmos. 2014. V. 119. Р. 9196.
- Ripoll J.-F., Zinn J., Colestock P. L., Jeffery C. A. // J. Geophys. Res. Atmos. 2014. V. 119. Р. 9218.
- Bocharov A. N., Mareev E. A., Popov N. A. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2022. V. 55. Р. 115204.
- Robledo-Martinez A., Sobral H., Ruiz-Meza A. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2008. V. 41. Р. 175207.
- Sousa Martins R., Chemartin L., Zaepffel C., Lalande Ph., Soufiani A. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2016. V. 49. Р. 185204.
- Sousa Martins R., Zaepffel C., Chemartin L., Lalande Ph., Soufiani A. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2016. V. 49. Р. 415205.
- Sousa Martins R., Zaepffel C., Chemartin L., Lalande Ph., Lago F. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2019. V. 52. Р. 185203.
- Василяк Л. М., Костюченко С. В., Кудрявцев Н. Н., Филюгин И. В. // УФН. 1994. Т. 164. С. 261.
- Попов Н. А. // Физика плазмы. 2003. T. 29. C. 754.
- Александров Н. Л., Базелян Э. М., Кончаков А. М. // Физика плазмы. 2001. Т. 27. С. 928.
- Битюрин В. А., Бочаров А. Н., Попов Н. А. // Изв. РАН. МЖГ. 2008. № 4. С. 161.
- Bityurin V. A., Bocharov A. N. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2018. V. 51. Р. 264001. https://doi.org/10.1088/1361-6463/aac566
- 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
- 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
- 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.
- Kobzev G. A., Nuzhnyi V. A. // IVTAN Revs. 1989. V. 3. Р. 57.
- 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
- Базелян Э. М., Чичинский М. И. // Физика плазмы. 2009. Т. 35. С. 861.
- 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
