Вышедшие номера
Home » Журнал технической физики » Год 2025, выпуск 4 » Статья стр. 702
<<<>>>
Численное и экспериментальное исследование температуры следа лазерноинициированного сверхвысокочастотного разряда
Российский научный фонд, 23-19-00241
Ренев М.Е. 1, Добров Ю.В. 1, Лашков В.А. 1, Осипов Н.Д.1, Машек И.Ч. 1, Хоронжук Р.С. 1
1Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия
Email: renevme@mail.ru, youdobrov@gmail.com, valerial180150@gmail.com, nikitaosipov2211@gmail.com, igor.mashek@gmail.com, khoronzhuk@gmail.com
Поступила в редакцию: 10 декабря 2024 г.
В окончательной редакции: 10 декабря 2024 г.
Принята к печати: 10 декабря 2024 г.
Выставление онлайн: 24 марта 2025 г.
PDF версия
Проведено численное и экспериментальное исследование температуры следа сверхвысокочастотного (СВЧ) разряда, инициация которого осуществляется лазером в воздухе. Подобрана амплитуда напряженности СВЧ излучения 2.0 kV/cm, при которой разряд зажигался при давлениях до 6.66 kPa; длительность импульса СВЧ излучения 2.5 μs. Использование лазерных 10 ns импульсов с энергией 200 mJ, длиной волны 532 nm позволило получать инициированный подкритический СВЧ разряд при давлении 10.6 kPa. Приведены зависимости температуры следа разряда с инициацией от времени до 200 μs и давлении 5.33-10.0 kPa. След разряда горячий, температура около 1000 К, что соответствует следу филаментного разряда. Численная модель подтверждает возможность получения филаментного подкритического СВЧ разряда при низких давлениях около 10 kPa за единицы μs за счет лазерной инициации. Модель основана на известных в литературе и доработана с явным учетом фотоэффектов в ходе решения. Согласованность результатов расчетов температуры следа и интерферометрии с учетом неопределенности 25 % достигается на первых 20 μs после отключения СВЧ излучения. Ключевые слова: энерговложение, плазма, гидродинамическая модель, интерферометр Фабри-Перо, лазерная инициация, сверхвысокочастотное излучение.
  1. D.L. Kuznetsov, V.V. Uvarin, I.E. Filatov. J. Phys. D: Appl. Phys., 54 (43), 435203 (2021). DOI: 10.1088/1361-6463/ac17b2
  2. L. He, U. Zhang, H. Zeng, B. Zhao. Chinese J. Aeronautics, 36 (12), 53 (2023). DOI: 10.1016/j.cja.2023.04.029
  3. S. Starikovskaia, D.A. Lacoste, G. Colonna. Europ. Phys. J. D, 75 (8), 231 (2021). DOI: 10.1140/epjd/s10053-021-00240-2
  4. A.Y. Starikovskiy, N.L. Aleksandrov. Plasma Phys. Reports, 47 (2), 148 (2021). DOI: 10.1134/S1063780X21020069
  5. O.A. Azarova, O.V. Kravchenko. Energies, 17 (7), 1632 (2024). DOI: 10.3390/en17071632
  6. Ю.П. Райзер. Физика газового разряда (Интеллект, Долгопрудный, 2009), с. 736
  7. J.P. Boeuf, B. Chaudhury, G.Q. Zhu. Phys. Rev. Lett., 104 (1), 015002 (2010) DOI: 10.1103/PhysRevLett.104.015002
  8. А. И. Сайфутдинов. Канд. дис. (Казань, КАИ, 2023)
  9. В. Гильденбург, А. Ким. Физика плазмы, 6 (4), 904 (1980)
  10. A.L. Vikharev, A.M. Gorbachev, A.V. Kim, A.L. Kolysko. Plasma Рhysi. Fusion Technol., 18 (8), 554 (1992)
  11. В.А. Битюрин, В.Г. Бровкин, П.В. Веденин. Письма в ЖТФ, 41 (5), 18 (2015). [V.A. Bityurin, V.G. Brovkin, P.V. Vedenin. Tech. Phys. Lett., 41 (3), 217 (2015). DOI: 10.1134/S1063785015030037]
  12. В.А. Битюрин, В.Г. Бровкин, П.В. Веденин. ЖТФ, 85 (2), 64 (2015). [V. A. Bityurin, V. G. Brovkin, P. V. Vedenin. Tech. Phys., 60 (2), 222 (2015). DOI: 10.1134/S1063784215020036]
  13. V.G. Brovkin, P.V. Vedenin. J. Appl. Physю, 128 (11), 113301 (2020). DOI: 10.1063/5.0016249
  14. А.И. Сайфутдинов, Е.В. Кустова, А.Г. Карпенко, В.А. Лашков. Физ. плазмы, 45 (6), 568 (2019). DOI: 10.1134/S036729211905010X
  15. Q. Shen, R. Huang, Z. Xu, Н. Wei. Appl. Sci., 10 (15), 5393 (2020). DOI: 10.3390/app10155393
  16. Y. Yang, W. Hua, S.Y. Guo. Phys. Plasmas, 21 (4), 040702 (2014). DOI: 10.1063/1.4872000
  17. N.A. Popov. Plasma Sources Sci. Technol., 25 (4), 044003 (2016). DOI: 10.1088/0963-0252/25/4/044003
  18. N.A. Popov, S.M. Starikovskaia. Progr. Energy and Combustion Sci., 91, 100928 (2022). DOI: 10.1016/j.pecs.2021.100928
  19. Y. Zhu, S. Starikovskaia. Plasma Sources Sci. Technol., 27 (12), 124007 (2018). DOI: 10.1088/1361-6595/aaf40d
  20. A.I. Bechina, E.V. Kustova. Vestnik St.Petersb. Univ. Math., 52 (1), 81 (2019). DOI: 10.3103/S1063454119010035
  21. A.I. Saifutdinov, E.V. Kustova. J. Appl. Phys., 129 (2), 023301 (2021). DOI: 10.1063/5.0031020
  22. N.A. Popov. J. Phys. D: Appl. Phys., 44 (28), 285201 (2011). DOI: 10.1088/0022-3727/44/28/285201
  23. В.С. Попов. УФН, 174 (9), 921 (2004). DOI: 10.3367/UFNr.0174.200409a.0921
  24. В.Ю. Федоров, В.П. Кандидов. Опт. и спектр., 105 (2), 306 (2008)
  25. Y. Kolesnichenko, V. Brovkin, D. Khmara, I. Mashek, V. Lashkov, M. Rivkin. 44th AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit. Reno, Nevada: American Institute of Aeronautics and Astronautics (2006), DOI: 10.2514/6.2006-792
  26. R.S. Khoronzhuk, A.G. Karpenko, V.A. Lashkov, D.P. Potapenko, I.Ch. Mashek. J. Plasma Phys., 81 (3), 905810307 (2015). DOI: 10.1017/S0022377814001299
  27. J.B. Michael, A. Dogariu, M.N. Shneider, R.B. Miles. J. Appl. Phys., 108 (9), 093308 (2010). DOI: 10.1063/1.3506401
  28. S.D. McGuire, M.N. Shneider. Plasma Phys., (2024). DOI: 10.48550/arXiv.2411.18963
  29. Yu.V. Dobrov, V.A. Lashkov, I.Ch. Mashek, A.M. Prokshin, M.E. Renev, R.S. Khoronzhuk. J. Eng. Phys. Thermophy., 97 (4), 1068 (2024)
  30. C.J. Peters, M.N. Shneider, R.B. Miles. J. Appl. Phys., 125 (24), 243301 (2019). DOI: 10.1063/1.5098306
  31. M.J. DeWitt, R.J. Levis. Jю Chem. Phys., 108 (18), 7739 (1998). DOI: 10.1063/1.476208
  32. A. Talebpour, J. Yang, S.L. Chin. Opt. Commun., 163 (1-3), 29 (1999). DOI: 10.1016/S0030-4018(99)00113-3
  33. J. Kasparian, R. Sauerbrey, S.L. Chin. Appl. Phys. B, 71 (6), 877 (2000). DOI: 10.1007/s003400000463
  34. L.C. Lee, G.P. Smith. J. Chem. Phys., 70 (4), 1727 (1979). DOI: 10.1063/1.437690
  35. Biagi database, www.lxcat.net, retrieved on October 28, 2021
  36. IST-Lisbon database, www.lxcat.net, retrieved on October 28, 2021
  37. Itikawa database, www.lxcat.net, retrieved on October 28, 2021
  38. TRINITI database, www.lxcat.net, retrieved on October 12, 2021
  39. Morgan database, www.lxcat.net, retrieved on October 28, 2021
  40. BSR database, www.lxcat.net, retrieved on September 29, 2022
  41. C. Lazarou, A.S. Chiper, C. Anastassiou, I. Topala, I. Mihaila, V. Pohoata, G.E. Georghiou. J. Phys. D: Appl. Phys., 52 (19), 195203 (2019). DOI: 10.1088/1361-6463/ab06cd
  42. F.J. Mehr, M.A. Biondi. Phys. Rev., 181 (1), 264 (1969). DOI: 10.1103/PhysRev.181.264
  43. C. Park, J.T. Howe, R.L. Jaffe, G. Candler. J. Thermophys. Heat Transfer, 8 (1), 9 (1994). DOI: 10.2514/3.496
  44. NIST Chemistry WebBook [Electronic resource] URL: https://webbook.nist.gov/chemistry/
  45. O. Schenk, K. Grtner. Future Generation Computer Systems, 20 (3), 475 (2004). DOI: 10.1016/j.future.2003.07.011
  46. Г. И. Асеев. Использование интерферометра Маха-Цендера для определения пространственного распределения показателя преломления и температуры в пламени: учебно-методическое руководство (Физ. фак. СГУ, Саратов, 2005), с. 30.

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2025 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme