Numerical study of the ionization process and radiation transport in the channel of plasma accelerator

Model of the nonequilibrium ionization process taking into account the level kinetics and radiation transport in the channel of plasma accelerator

“…Теоретическим и численным исследованиям динамики потоков ионизующегося газа и плазмы в плазменных ускорителях посвящено большое количество публикаций (см., например, [1, [12][13][14][15][16][17][18][19][20][21][22][23][24][25][26][27][28][29]). Предметом изучения для данных систем являются трансзвуковые потоки плазмы, в том числе при наличии дополнительного продольного магнитного поля [16][17][18], приэлектродные процессы, обусловленные эффектом Холла и предшествующие явлению кризиса тока [19,20], компрессионные потоки [21,22], перенос излучения [23][24][25], динамика примесей [26], а также процесс ионизации [27][28][29].…”

“…Предметом изучения для данных систем являются трансзвуковые потоки плазмы, в том числе при наличии дополнительного продольного магнитного поля [16][17][18], приэлектродные процессы, обусловленные эффектом Холла и предшествующие явлению кризиса тока [19,20], компрессионные потоки [21,22], перенос излучения [23][24][25], динамика примесей [26], а также процесс ионизации [27][28][29].…”

“…При этом проводимость менялась скачком от некоторой малой величины до значения, отвечающего спитцеровской проводимости при достижении газом определенной критической температуры. В дальнейшем была разработана и до сих пор используется физически более содержательная модель для трехкомпонентной среды, состоящей из атомов, электронов и ионов, основанная на предположении о локальном термодинамическом равновесии и соотношении Саха (см., например, [15,24,25]). Достаточно узкий фронт ионизации в соответствии с экспериментальными данными удалось получить с помощью численной модели [27][28][29], в которой модифицированная система МГД уравнений динамики трехкомпонентной среды дополнена уравнением кинетики ионизации и рекомбинации.…”

“…Метод численного решения уравнения переноса излучения в общем трехмерном случае подробно изложен применительно к плазменному ускорителю в работах [24,25]. Квазистационарные течения ионизующегося газа рассчитываются методом установления.…”

“…Результаты исследований двумерных осесимметричных течений в приближении локального термодинамического равновесия (ЛТР), представленные, например, в [24,25], продемонстрировали, что процессы в основном происходят в продольном направлении. Это подтверждает применимость МГД модели в рамках квазиодномерного приближения.…”