Computational Study of the Parameters of an Anomalous Glow Discharge on the Surface of a Gas-Flowed Plate




The results of calculations of the flow around a sharp plate, on the surface of which a low-power DC glow discharge burns, by a supersonic flow of a viscous, heat-conducting perfect gas in the free flow velocity range M = 6 ÷ 8 are presented. The problem was solved in a two-dimensional formulation. The complete Navier-Stokes equations and the equations of electrodynamics of a DC glow discharge in an external magnetic field were integrated numerically. An ambipolar discharge model was used to solve the electrodynamic problem.
The calculated data on the gas-dynamic structure of the compressed layer between the shock wave and the surface of the streamlined plate, as well as the electrodynamic structure of the current channel, are analyzed. The effect of a glow discharge on the distribution of gas-dynamic functions near the surface is shown.

compressible gas flow around a sharp plate, Navier-Stokes equations, ambipolar model of a DC glow discharge in an external magnetic field, viscous-inviscid interaction in a compressed layer


Volume 23, issue 3, 2022 year


Расчетное исследование параметров аномального тлеющего разряда на поверхности обтекаемой газом пластины

Представлены результаты расчетов обтекания острой пластины, на поверхности которой горит маломощный тлеющий разряд постоянного тока, сверхзвуковым потоком вязкого, теплопроводного совершенного газа в диапазоне скоростей набегающего потока M = 6 ÷ 8. Задача решалась в двухмерной постановке. Численно интегрировались полные уравнения Навье-Стокса и уравнения электродинамики тлеющего разряда постоянного тока во внешнем магнитном поле. Для решения электродинамической задачи использовалась амбиполярная модель разряда.
Анализируются расчетные данные по газодинамической структуре сжатого слоя между ударной волной и поверхностью обтекаемой пластины, а также электродинамической структуры токового канала. Показано влияние тлеющего разряда на распределения газодинамических функций вблизи поверхности.

обтекание острой пластины сжимаемым газом, уравнения Навье-Стокса, амбиполярная модель тлеющего разряда постоянного тока во внешнем магнитном поле, вязко-невязкое взаимодействие в сжатом слое.


Volume 23, issue 3, 2022 year



1. Surzhikov S.T. Theoretical and Computational Physics of Gas Discharge Phenomena. Texts and Monographs in Theoretical Physics. Walter de Gruyter GmbH, Berlin/Boston. 2020. 537 p.
2. Raizer Yu.P. Gas Discharge Physics. Springer-Verlag. 1991. 449 p.
3. Surzhikov S.T., Shang J.S. Viscous Interaction on a Flat Plate with a Surface Discharge in Magnetic Field. High Temperature. 2005. Vol.43. No.1. P.19-30.
4. Menart J., Shang J. S., Kimmel R., and Hayes J. Effect of Magnetic Fields on Plasma Generated in a Mach 5 Wind Tunnel//AIAA Paper 2003-4165. 2003. 13 p.
5. Storozhev D., Kuratov S., Surzhikov S. Numerical simulation of 2D structure of the glow discharge in molecular hydrogen in view of ionization and dissociation kinetics//Physical-Chemical Kinetics in Gas Dynamics. 2015. V.16, iss. 4. http://chemphys.edu.ru/issues/2015-16-4/articles/566/
6. Storozhev D., Surzhikov S., Kuratov S. Analysis of kinetic processes in the glow discharge in molecular hydrogen//Physical-Chemical Kinetics in Gas Dynamics. 2014. V.15, iss. 6. http://chemphys.edu.ru/issues/2014-15-6/articles/267/