О моделировании тепловых возмущений, вносимых в разреженную плазму неподвижными каноническими телами


Авторы

Черепанов В. В.

Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), 125993, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 4

e-mail: vvcherepanov@yandex.ru

Аннотация

Представлена математическая модель, описывающая процесс самосогласованной релаксации области возмущений, вносимых в свободномолекулярный бинарный ионизированный газ заряженным телом с абсорбирующей частицы газа поверхностью, имеющей ставшую канонической в тепловых задачах форму сферы или цилиндра. Модель позволяет описывать и анализировать тепловое поле в окрестности тела и тепловые нагрузки на его поверхность. Особенностью таких задач является их кинетическая формулировка, в которой отделить процессы тепло- и массообмена от процесса формирования электромагнитного поля невозможно. Для задачи подобрана оптимальная криволинейная система неголономных координат, минимизирующая фазовое пространство, в которых обоснована форма кинетического уравнения Власова.

Ключевые слова:

тепло- и массообмен, разреженная плазма, шар и цилиндр, кинетическое описание, фазовое пространство, неголономные координаты, область возмущения, самосогласованная задача

Библиографический список

  1. Арцимович А.А., Сагдеев Р.З. Физика плазмы для физиков. Москва: Атомиздат, 1979. 320 с.

  2. Чепмен С., Каулинг Т. Математическая теория неоднородных газов. Москва: Иностранная литература, 1960. 512 с

  3. Климонтович Ю.Л. Кинетическая теория электромагнитных процессов. Москва: Наука, 1980. 374 с.

  4. Берд Г. Молекулярная газовая динамика. Москва: Мир, 1981, 320 с.

  5. Власов А.А. Статистические функции распределения. Москва: Наука, 1966. 356 с.

  6. Алексеев Б.В. Математическая кинетика реагирующих газов. Москва: Наука, 1982. 424 с.

  7. Альперт Я.Л., Гуревич А.В., Питаевский Л.П. Искусственные спутники в разреженной плазме. Москва: Наука, 1964. 384 с.

  8. Мэтьюз Дж., Уокер Р. Математические методы физики. Москва: Атомиздат, 1972. 400 с.

  9. Алексеев Б.В., Котельников В.А., Новиков В.Н. Нестационарный зонд Ленгмюра // Теплофизика высоких температур. 1980. Т. 18. № 5. С. 1062–1065.

  10. Алифанов О.М., Черепанов В.В. Методы исследования и прогнозирования свойств высокопористых теплозащитных материалов. Москва: Московский авиационный институт, 2014. 264 с.

  11. Годунов С.К., Рябенький В.С. Разностные схемы. Введение в теорию. Москва: Наука, 1977. 440 с.

  12. Kuznetsov I.A., Saveliev A.A., Rasipuram S., Kuznetsov A.V., Broun A., Jasper W. Development of active porous medium filters on plasma textiles // AIP Conference Proceedings. 2012. Vol. 1453. Iss. 1. P. 265–270. URL: https://doi.org/ 10.1063/1.4711186

  13. Lev D., Myers R.M., Lemmer K.M., Kolbeck J., Koizumi H., Polzin K. The technological and commercial expansion of electric propulsion // Acta Astronautica. 2019. Vol. 159. P. 213–227.

  14. Ohkawa Y. Review of KITE – Electrodynamic tender experiment on the Japanese H-II Transfer Vehicle // Acta Astronautica, 2020. Vol. 177. P. 750–758. URL: https://doi.org/10.1016/jactaastro.2020.03.04

  15. Sanmartin J.R., Estes R.D. The orbital-motion-limited regime of cylindrigal Langmuir probes // Physics of Plasmas. 1999. Vol. 6. No. 1. P. 395-405.

  16. Thissen H. Plasma-based surface modification for the control of biointerfacial interactions // Biosynthetic Polymers for Medical Applications. A volume in Woodhead Publishing Series in Biomaterials. Ed by L. Poole-Warren, P. Martens, R. Green. Elsevier Science Direct, 2016. P. 129-144. URL: https://doi.org/ 10.1016/C2013-0-16462-8

  17. Giddey S., Badwal S.P.S., Kulkarni A., Munnings C. A comprehensive review of direct carbon fuel cell technology // Progress in Energy and Combustion Science. 2012. Vol. 38. No. 3. P. 360–399. URL: https://doi.org/10.1016/j.pecs.2012.01.003

  18. Gay-Mimbrera J., Garcia M.C., Isla-Tejera B., Rodero–Serrano A., Garcia–Nieto A.V., Ruano J. Clinical and Biological Principles of Cold Atmospheric Plasma Application in Skin Cancer // Advanced in Therapy. 2016. Vol. 33. No. 6. P. 894–909. URL: https://doi.org/10.1007/s12325-016-0338-1

  19. Freidman P.C., Fridman A. Using cold plasma to treat warts in children // Pediatric Dermatology. 2020. Vol. 37. No. 4. P. 706–709. URL: https://doi.org/10.1111/pde.14180

  20. Chung S.S.M. FDTD Simulations on radar cross section of metal cone and plasma covered metal cone // Vacuum. 2012. Vol. 86. Iss. 7. P. 970–984. URL: https://doi.org/10.1016/ j.vacuum.2011.08.016

  21. Morfill G.E., Ivlev A.V. Complex. plasmas: An interdisciplinary research field // Reviews of Modern Physics. 2009. Vol. 81. No. 4. Article number 1353.

  22. Merlino R.L. Experimental Investigations of Dusty Plasmas // AIP Conference Proceedings. 2005. Vol. 799. Iss. 1. P. 3–11. URL: https://doi.org/10.1063/1.2134567

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2018-2024