负流注的3D粒子、流体和混合模拟比较
等离子体物理
2012-09-17 v2 计算物理
摘要
在放电流光头的高场区域，电子能量分布形成长尾。在负流注中，这些电子可以逃逸并贡献于高能过程，如地球伽马射线和电子闪光。此外，电子密度涨落可以加速流注分支。为了追踪相关区域中单个电子的能量和位置，我们开发了一个3D混合模型，该模型在高场和低电子密度区域耦合粒子模型，在其余区域耦合流体模型。在这里，我们在过电压间隙中负流注的3D（超）粒子模型上验证了我们的3D混合模型，并表明它几乎达到了3D流体模型的计算效率。我们还表明，扩展的流体模型在随机涨落变得重要之前很好地近似了粒子模型和混合模型，而经典流体模型低估了速度和电离密度。我们比较了模型之间的密度涨落和分支起始，并将前沿速度与解析近似进行了比较。
引用
@article{arxiv.1203.5035,
title = {A comparison of 3D particle, fluid and hybrid simulations for negative streamers},
author = {Chao Li and Jannis Teunissen and Margreet Nool and Willem Hundsdorfer and Ute Ebert},
journal= {arXiv preprint arXiv:1203.5035},
year = {2012}
}