利用 3D 仿真计算正流光现象的无线电辐射
等离子体物理
2024-10-08 v4 大气与海洋物理
摘要
我们利用 3D 仿真研究了空气中正流光的无线电辐射，并通过求解 Jefimenko 方程计算了辐射电场。仿真在 0.5 bar 下进行，使用了两种光电离方法：光子密度的 Helmholtz 近似和使用离散光子的 Monte Carlo 方法，后者最为真实。我们考虑了单流光、流光分支、流光与预电离相互作用以及流光-流光相遇等情形。我们在分支期间或之后未观察到强烈的 VHF 无线电信号，这已由实验室实验证实。这表明流光放电内部的电流在分支期间近似连续演化。另一方面，由于 Monte Carlo 光电离导致的流光传播中的随机涨落，使得在 100 MHz 及以上频率下辐射出更多的无线电。导致此类高频辐射的另一个过程是流光与弱预电离区域的相互作用，该区域可能由于先前的放电而存在。与先前的工作一致，我们观察到流光相遇时产生最强且频率最高的辐射。辐射的总能量似乎主要取决于背景电场，而较少依赖于特定的流光演化。最后，我们给出了流光通道上最大电流的近似值以及流光电流矩的拟合公式。
关键词
引用
@article{arxiv.2404.09772,
title = {Calculating radio emissions of positive streamer phenomena using 3D simulations},
author = {Hemaditya Malla and Brian M. Hare and Steven Cummer and Yihao Guo and Alejandro Malagón-Romero and Sander Nijdam and Ute Ebert and Jannis Teunissen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2404.09772},
year = {2024}
}