Two-dimensional modeling positive and negative streamer discharge at high pressure

• Autorzy: Boukreris A. , Mekri A. , Kraloua B. , Hennad A.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2018.06.05

Warianty tytułu

PL

Dwuwymiarowy model ujemnego i dodatniego przepływu w wyładowaniu elektrycznym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The propagation of negative and positive streamer in electric discharge can be described by solving of a two-fluid model for charged particles. It based of continuity equations for the positive ions and electrons (also called drift-diffusion equations) including the effects of ionization, electron diffusion, and photoionization coupled to the Poisson’s equation. The validity of this model is demonstrated and presented by performing of ADBQUICKEST method in two-dimension form. This new method is employed for the solution of transport equations of charged particles by using the time splitting method. The results so obtained by numerical simulations for streamer discharge are analyzed and compared with previously published experimental data.

PL

Propagacja ujemnego i dodatniego przepływu w wyładowaniu elektrycznym może być opisana za pomocą modelu dwupłynowego. Opiera się ona na ciągłych równaniach dodatnich jonów i elektronów (zwanych także równaniami dyfuzji dryfu), w tym efektów jonizacji, dyfuzji elektronów i fotojonizacji sprzężonej z równaniem Poissona. Ważność tego modelu przedstawiono w metodzie ADBQUICKEST w postaci dwuwymiarowej. Metodę tę stosuje się do rozwiązania transportu cząstek za pomocą metody podziału czasu. Wyniki uzyskuje się za pomocą symulacji numerycznych dla wyładowania streamera.

Słowa kluczowe

EN

streamer discharge; continuity equation; ADBQUICKEST method; time splitting method

PL

wyładowanie elektryczne; rozładowanie strumieniowe; równanie ciągłości; metoda ADBQUICKEST

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2018
• Tom: R. 94, nr 6
• Strony: 27--32
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys.

Twórcy

autor

Boukreris A.

• Université des Sciences et de la Technologie d'Oran-Mohamed Boudiaf, USTO-MB, FGE-LMSE, BP 1505 El M’Naouer, 31000 Oran, Algeria

autor

Mekri A.

• Université des Sciences et de la Technologie d'Oran-Mohamed Boudiaf, USTO-MB, FGE-LMSE, BP 1505 El M’Naouer, 31000 Oran, Algeria

autor

Kraloua B.

• Université des Sciences et de la Technologie d'Oran-Mohamed Boudiaf, USTO-MB, FGE-LMSE, BP 1505 El M’Naouer, 31000 Oran, Algeria

autor

Hennad A.

• Université des Sciences et de la Technologie d'Oran-Mohamed Boudiaf, USTO-MB, FGE-LMSE, BP 1505 El M’Naouer, 31000 Oran, Algeria

Bibliografia

• [1] Raether H., Die Entwicklung der Elektronentawine in den Funkenkanal( in german), Z .Physik,(1939).112:464
• [2] Loeb L B, Meek J M. The Mechanism of Spark Discharge in Air at Atmospheric Pressure, J. Appl Phys,11(1940),438
• [3] Capeillere J et al, The finite volume method solution of the radiative transfer equation for photon transport in non-thermal gas discharges: application to the calculation of photoionization in streamer discharges, J. Appl Phys, 41(2008), Nr 23, 234018
• [4] Benaired N, Hennad A. ADBQUICKEST Numerical Scheme for Solving Multi-Dimensional Drift-Diffusion Equations,Przegląd Elektrotechniczny, ISSN 0033-2097, R. 90 (2014), No.8
• [5] Boukreris A, Hennad A, Résolution numérique des équations de continuité appliquées pour les décharges électriques (in french), the 4th international conference of the thermal sciences AMT'2016 (Morocco), 19-20th April 2016.
• [6] Boukreris A, Hennad A, Modélisation bidimensionnelle de la décharge streamer par la technique ADBQUICKEST (in french). Congrés international sur les matériaux et l’énergie cimaten2016 -Sousse, Tunisia, 17-19 Décembre 2016
• [7] Dhali,S. K. and Williams, P. F, Two-dimensionat studies of streamers fn gases, P.F(Paul Frazer) Williams Publications (1987),paper 22.
• [8] Ferreira V.G., Kurokawa F et al. Assessment of a high-order finite difference upwind scheme for the simulation of convection-diffusion problems. International Journal of Numerical Methods in Fluids, ISSN 0271-2091, 60(2009), pp. 1-26.
• [9] Leonard. B. P, A stable and accurate convective modelling procedure based on quadratic upstream interpolation, Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 19(1979), p. 59-98
• [10] Boukreris A, Mekri A, Hennad A, Numerical methods for solving two-dimensional continuity equation applied for the electrical discharges, International conference on material & energy (ICOM2017), Tianjin, China, July 06-09,2017.
• [11] Flitti A., Modélisation numérique 1.5D et 2D de la propagation d’une décharge filamentaire haute pressio. Phd Thesis. University Of Science And Technology Mohamed Boudiaf Oran-Algeria-(in French), (2007)
• [12] Dhali, S. K. and Williams, P. F. Numerical Simulation of Streamer Propagation in Nitrogen at Atmospheric Pressure, Phys. Rev.A, (1985), 31:1219.
• [13] Zheleznyak M. B, Mnatsakanyan A. Kh., Sizykh S. V. Photoionization of nitrogen and oxygen mixtures by radiation from a gas-discharge, Teplofizika Vysokikh Temperatur (TVD), 20(1982), issue. 3,423-428
• [14] Kulikovsky A A. The role of photoionization in positive streamer dynamics, Appl. Phys, 33(2000), No.12,1514
• [15] Segur P, Bourdon A, Marode E, Bessieres D, Paillol J. The use of an improved Eddington approximation to facilitate the calculation of photoionization in streamer discharges, Plasma Sources Sci. Technol, 15(2006), Nr 4, 648
• [16] Liu, N.Y., Celestin, S., Bourdon, A., Pasko, V.P., Segur, P., Marode, E.,Application of photoionization models based on radiative transfer and the Helmholtz equations to studies of streamer inweak electric fields, Appl. Phys. Letters., (2007), 91, pp.211501
• [17] Bourdon A, Pasco V.P, Liu N Y, Celestin S, Segur P, Marode E. Efficient models for photoionization produced by nonthermal gas discharges in air based onradiative transfer and the Helmholtz equations, Plasma Sources Sci. Technol, 16 (2007), Nr 3, 656
• [18] Pomraning G,The Equations of Radiation Hydrodynamics, Pergamon Press, New York, (1973).
• [19] Boukreris A., Résolution Des Equations Dérive-Diffusion Appliquées Pour La Modélisation Des Décharges Electrique. Master's Thesis. University Of Science And Technology Mohamed Boudiaf Oran-Algeria- (in French),( 2014)
• [20] B.Kraloua, A.Hennad, Multidimentional numerical simulation of glow discharge by using the N-BEE-Time splitting method, Plasma Science andTechnology,14(2012), No.09

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).