Численное моделирование главной стадии разряда молнии

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

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