Numerical simulation of the main stage of a lightning
- Авторлар: Bocharov A.N.1, Mareev E.A.2, Popov N.A.1,3
-
Мекемелер:
- Joint Institute for High Temperatures, Russian Academy of Sciences
- Institute of Applied Physics, Russian Academy of Sciences
- Skobeltsyn Institute of Nuclear Physics, Moscow State University
- Шығарылым: Том 50, № 3 (2024)
- Беттер: 340-348
- Бөлім: LOW TEMPERATURE PLASMA
- URL: https://permmedjournal.ru/0367-2921/article/view/668875
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0367292124030086
- EDN: https://elibrary.ru/RFUVHE
- ID: 668875
Дәйексөз келтіру
Толық мәтін
Аннотация
We present a numerical model of the main stage of a lightning discharge. Within the framework of the developed model, evolution of parameters of the current channel upon the return stroke (the lightning main stage) is described by the system of equations governing conservation of mass, momentum, total energy, along with the transmission-line equations for determining the electric potential and the total current in each channel cross section. The main characteristics of lightning at the stage of the return stroke detectable experimentally, such as gas heating in the channel to temperatures in the range of 10–40 kK, the fundamental possibility of propagation of the potential-gradient wave at a speed varying from several hundredth to several tenths of the speed of light, and the possibility of the return-stroke wave propagating a relatively long distance without substantial attenuation, are demonstrated numerically. The conclusion that the developed physical and numerical model of the lightning discharge describes physical processes that occur under real conditions qualitatively correctly can be drawn based on the results on simulation of lightning discharges of various intensity.
Авторлар туралы
A. Bocharov
Joint Institute for High Temperatures, Russian Academy of Sciences
Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: bocharov@ihed.ras.ru
Ресей, Moscow
E. Mareev
Institute of Applied Physics, Russian Academy of Sciences
Email: bocharov@ihed.ras.ru
Ресей, Nizhny Novgorod
N. Popov
Joint Institute for High Temperatures, Russian Academy of Sciences; Skobeltsyn Institute of Nuclear Physics, Moscow State University
Email: bocharov@ihed.ras.ru
Ресей, Moscow; Moscow
Әдебиет тізімі
- Базелян Э. М., Райзер Ю. П. Физика молнии и молниезащиты. М.: Физматлит, 2001. 320 с.
- Rakov V., Uman M. Lightning: physics and effects. Cambridge University Press, 2003.
- Paxton A. H., Gardner R. L., Baker L. // Phys. Fluids. 1986. V. 29. Р. 2736.
- Александров Н. Л., Базелян Э. М., Шнейдер М. Н. // Физика плазмы. 2000. Т. 26. С. 952.
- Plooster M. N. // Phys. Fluids. 1971. V. 14. Р. 2111.
- Ripoll J.-F., Zinn J., Jeffery C. A., Colestock P. L. // J. Geophys. Res. Atmos. 2014. V. 119. Р. 9196.
- Ripoll J.-F., Zinn J., Colestock P. L., Jeffery C. A. // J. Geophys. Res. Atmos. 2014. V. 119. Р. 9218.
- Bocharov A. N., Mareev E. A., Popov N. A. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2022. V. 55. Р. 115204.
- Robledo-Martinez A., Sobral H., Ruiz-Meza A. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2008. V. 41. Р. 175207.
- Sousa Martins R., Chemartin L., Zaepffel C., Lalande Ph., Soufiani A. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2016. V. 49. Р. 185204.
- Sousa Martins R., Zaepffel C., Chemartin L., Lalande Ph., Soufiani A. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2016. V. 49. Р. 415205.
- Sousa Martins R., Zaepffel C., Chemartin L., Lalande Ph., Lago F. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2019. V. 52. Р. 185203.
- Василяк Л. М., Костюченко С. В., Кудрявцев Н. Н., Филюгин И. В. // УФН. 1994. Т. 164. С. 261.
- Попов Н. А. // Физика плазмы. 2003. T. 29. C. 754.
- Александров Н. Л., Базелян Э. М., Кончаков А. М. // Физика плазмы. 2001. Т. 27. С. 928.
- Битюрин В. А., Бочаров А. Н., Попов Н. А. // Изв. РАН. МЖГ. 2008. № 4. С. 161.
- Bityurin V. A., Bocharov A. N. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2018. V. 51. Р. 264001. https://doi.org/10.1088/1361-6463/aac566
- 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
- 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
- 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.
- Kobzev G. A., Nuzhnyi V. A. // IVTAN Revs. 1989. V. 3. Р. 57.
- 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
- Базелян Э. М., Чичинский М. И. // Физика плазмы. 2009. Т. 35. С. 861.
- 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.
Қосымша файлдар
