Трёхмерная численная модель для химически активного тлеющего разряда в азоте



3D numerical model for chemically active glow discharge in air

3D computing model of direct current discharge (DCD) in a parallel-plate configuration is presented. The model consists of equations for electron and ion continuity, Poisson's equation for coupled with charged particles distributions electric field with the continuity equation for vibrationally excited N2 molecules.
A finite-difference numerical simulation method for governing equations solving has been proposed, based on multi-grid method. The main characteristic features of the algorithm have been discussed.
For normal glow discharge in nitrogen at pressure 5 Torr the numeric data obtained by the model are compared with similar one, obtained by another model.


Том 11, 2011 год



Рассмотрена трёхмерная модель тлеющего разряда постоянного тока с параллельными электродами. Модель включает уравнения неразрывности для концентраций электронов и ионов, связанные с уравнением Пуассона для электрического потенциала, а также уравнения неразрывности для колебательно-возбуждённых молекул в модовом приближении.
Для указанной модели предложен численный алгоритм решения конечно-разностных уравнений на основе многосеточного метода. Проанализированы основные особенности построения и реализации численного алгоритма.
Для случая нормального тлеющего разряда в азоте при давлении 5 Тор, результаты, даваемые численной моделью, сопоставлены с аналогичными результатами других моделей тлеющего разряда.

уравнение Пуассона для электрического потенциала, уравнения неразрывности, тлеющий разряд в азоте


Том 11, 2011 год



1. Surzhikov S.T., Shang J.S. Two-component plasma model for two-dimensional glow discharge in magnetic field // Journal of Computational Physics. — 2004. — V199. — P.437.
2. Petrusev A.S., Surzhikov S.T., Shang J.S. Chemical Process-es in Air Glow Discharge for Aerospace Applications // AIAA-2006-1460. — 2006.
3. А.С. Петрусёв, С.Т. Суржиков. Эффективный алгоритм для моделирования многомерного тлеющего разряда // Физика плазмы. — 2008. — Т.34, №3. —С. 269-274.
4. А.С. Петрусёв, С.Т. Суржиков, Дж.С. Шенг. Двумерный тлеющий разряд с учётом колебательного возбуждения молекулярного азота. // Теплофизика высоких температур — 2006. — Т.44, ¹6, — С.814.
5. Schulz G.J. Principles of Laser Plasma. chap. II. Excitation of Molecules Vibration States by Electron Impact at Low Energies. — New York: Jonn Wily & Sons Inc., 1976.
6. Русанов В.Д., Фридман А.А. Физика химически активной плазмы — М.: Наука, 1984.
7. Лапин Ю.В., Стрелец М.Х. Внутренние течения газовых смесей. — М.: Наука, 1989.