环境空气中加速、稳态与衰减负流光的数值研究
等离子体物理
2023-08-03 v2
摘要
我们使用二维轴对称流体模型研究环境空气中的负流光。根据背景电场的不同，我们观察到加速、稳态和衰减的负流光。衰减发生在低背景场中，此时负流光失去其场增强，且其速度变得与其最大电子漂移速度相当。我们的重点在于稳态传播模式，在此期间流光半径和速度等性质几乎不变。然而，该模式是不稳定的，即条件的微小变化会导致加速或减速。我们在9.19 kV/cm至15.75 kV/cm的背景场中观察到稳态负流光，表明不存在唯一的稳态传播场（或稳定场）。另一发现是，稳态负流光能够在仅头部后方有限导电长度的情况下持续传播数十厘米，类似于稳态正流光。我们观察到光学直径与流光速度、流光头部电势等性质之间近似呈线性关系。由这些线性关系，我们得到稳态负流光最小光学直径约0.27 mm至0.35 mm的粗略下界。获得稳态负流光的最低背景场为9.19 kV/cm。相比之下，近期已在低至4.05 kV/cm的背景场中获得稳态正流光。我们发现稳态负流光与正流光的性质存在显著差异。例如，对于稳态负流光，流光速度与最大电子漂移速度之比约为2至4.5，而对于稳态正流光，该比值约为0.05至0.26。
引用
@article{arxiv.2204.02698,
title = {A computational study of accelerating, steady and fading negative streamers in ambient air},
author = {Baohong Guo and Xiaoran Li and Ute Ebert and Jannis Teunissen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2204.02698},
year = {2023}
}