ГАЗОДИНАМІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЕЛЕКТРИЧНИХ РОЗРЯДІВ В ІМПУЛЬСНОМУ ГЕНЕРАТОРІ ПЛАЗМИ З ІНДУКТИВНО-ЄМНІСНИМ НАКОПИЧУВАЧЕМ ЕНЕРГІЇ
Numerical simulation of powerful electrical discharges in the air in the circuit with the inductive and capacitive energy store and electroexplosive opening switch has been carried out with one-dimensional magnetohydrodynamic approach. Electrical, energetical and gasodynamical characteristics of the...
Збережено в:
| Дата: | 2012 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Інститут електродинаміки НАН України, Київ
2012
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://techned.org.ua/index.php/techned/article/view/1393 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Technical Electrodynamics |
| Завантажити файл: |  |
Репозитарії
Technical Electrodynamics| _version_ | 1870204807810121728 |
|---|---|
| author | Дубовенко, К.В. |
| author_facet | Дубовенко, К.В. |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "К.В. Дубовенко",
"institution": "Миколаївський державний аграрний університет, вул. Паризької Комуни, 9, Миколаїв, 54010, Україна"
}
] |
| author_sort | Дубовенко, К.В. |
| baseUrl_str | https://techned.org.ua/index.php/techned/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2023-01-27T13:45:21Z |
| description | Numerical simulation of powerful electrical discharges in the air in the circuit with the inductive and capacitive energy store and electroexplosive opening switch has been carried out with one-dimensional magnetohydrodynamic approach. Electrical, energetical and gasodynamical characteristics of the discharge have been obtained. With accounting for the electrical processes and electrical energy dissipation in the plasma load the analysis of the gasodynamical transients has been carried out. In particular, spatial and temporal dependencies of the medium pressure, velocity and density under conditions of the magnetic pressure and discharge current skinning influence have been shown. References 10, table 1, figures 5. |
| first_indexed | 2026-06-16T01:25:38Z |
| format | Article |
| fulltext |
ISSN 1607-7970. . . 2012. 6 11
621.314: 533.528
. , .
,
. , 9, , 54010,
. , -
.
, ,
, .
. 10, . 1, . 5.
: , .
. -
[8, 10].
( ). ,
,
( ) ,
[3,4,10].
( ) [3, 7, 10]. [3, 7] -
,
, [10] ,
, .
,
, . ,
, ,
, , , ,
.
.
.
. 1, . : ( ) ( ) ,
S1, , S2,
, , S3,
Z . I1, I2, I3 – . S1 S3,
, .
S2
.
Z ,
. -
. 1, . : 1 – ; 2 –
; 3 – ; –
© ., 2012
12 ISSN 1607-7970. . . 2012. 6
; Rb1, Lb1 – S1,
; R1, L1 R2, L2 –
S2 ; Rb2, Lb2 – S3
.
U0 , S1 S3
, S2 – .
S1 .
S1 S2 , ,
, . , I1
, S2.
L2 a S2
S3
.
.
( . 1, ). S2 ,
, 10-6
.
[3]. ,
S2 ,
. -
. L = L1 / Rk(t), Rk(t) –
.
C = C Rk(t). (t = 0 ... 10-6 )
(102 ... 103 ), (
), -
,
. L << C.
3...4 .
, L >> C. ,
. ( )
, – .
-
[4, 10],
,
/ ,i rH s 0 ,H E
t r s
(1)
I1
I2
I3
S1 S3
S2 Z
R1 L1 Rb2 Lb2
Rb1 Lb1
CI1 I3
1
2
3
R2
L2
a
. 1
ISSN 1607-7970. . . 2012. 6 13
,j E 0 /f iH , 2q E , (2)
1 rv
t s
, v pr f
t s
, /v r t , (3)
V
rv Wp q Q
t s s
, TW r
s
, (4)
316
3R B RT l ,
1,33
7 410 3
46,8 10 10 ,
10R
Tl (5)
, ,p p T , ,T , ,T , ,T (6)
2 2 2 2 2, ,mR R j Q dQ dt , 2 2 0m mj I S , (7)
2
2 2 2Q I t R dt , (8)
r – ; t – ; s – (ds = rdr); 0 –
; – ; f, q –
; W – ; QV –
; – , -
, R ; B – ;
lR – ; I2m, j2m –
; S0 –
; Q2 – ,
.
(1) – (2).
(3). (4) : , ,
, .
[6]. ,
, .
QV (4). (6)
[5].
R2 S2 -
(7),
[3].
(9)
[9, 10].
[9]
0
3 ln ,
2 k
l rdEdm I t
dt r t
(9)
l – ; I3 – ; r – ; rk –
.
[9] (1) – (9)
.
. -
, -
, .
[2], .
= 3·10-5 ,
U0 = 5·104 , Lb2 = 1,3·10-7 .
,
, l = 0,2 .
r = 0,13 .
. ,
14 ISSN 1607-7970. . . 2012. 6
. 2 ( )
) . , -
( . 2, ) -
.
, ,
. .
.
. 2, rk, , Q,
. , , rk
= 104 , .
S3.
( I2,
U , Q2 ) [3]
,
[3] C = 15,3 10-6 ,
U0 = 8 104 , S1 Lb1 = 5 10-8 ,
S2 L2 = 1,3 10-7 , S3
Lb2 = 9 10-8 ,
Rb1 = 10-2 Rb2 = 7 10-3 . (~ 10-6 ) ,
, d = 0,93 ,
b = 0,15 h = 10-5 . L1 = 1,5 10-7 .
,
l = 0,2 , -
r = 0,13 .
.
( )
= 10-10 -1 .
-
. 2, . ,
I2 S2 -
I3 . ,
U , S2 , , .
Q2, -
.
, -
. -
[10] [1] .
. 2
ISSN 1607-7970. . . 2012. 6 15
.
, .
, S3
.
0 = 1,5 104 ,
rk0 = 10-3 . ,
.
S3
S2
t = 3,9·10-6
I3
( . 3, ).
, 1 = 8·10-7
I3
I1
1,8·105 . -
I3 = 1,7·105 .
I3 = 2,1·105
2 = 2,5·10-6 . -
t = 1,3·10-5 ( . 3, )
I3(t) -
,
RLC -
, .
-
-
q . 3, .
, -
3,3·10-6
, .
, ,
,
. , ,
q. , q
(r = 0) ( . 3, )
.
,
.
9,3 103 .
S2 1,12 104 ,
9,8 103 .
4·103 . ,
5,2·103 .
2,4·103 .
4,1·104 5,6·107 . ,
, 28% .
. 3
16 ISSN 1607-7970. . . 2012. 6
, ,
,
,
-
-
. ,
,
,
, , ,
, , .
,
,
.
. 4 . 5 ,
( ) .
: 1 – t = 5·10-6 c; 2 – t = 6·10-6 c; 3 – t = 10-5 c; 4 – t = 1,4·10-5 c.
t = 5·10-6 -
, S2
. 3, ). 3,6·107 ,
( 1 . 4, ).
1,2·107 . -
. I3
t = 7,2·10-6 ( . 3, ),
( . 3, ).
. 4
. ,
,
t = 6·10-6 1,5·107 ( 2 . 4, ).
( 3, 4 . 4, ).
. 4,
.
( 1 . 4, ) -
v = 3,2·103 -1 t = 6·10-6 ( 2 . 4, ),
v = 3,0·103 -1 t = 1,4·10-5 ( 3, 4 . 4, ).
( . 5).
k = ( +1)/( –1) , . = 1,667
– . -
(103 )
:
-
9,8 5,8 7,5
L1 9,3 4,1 0,0
L2 6,7 0,0 0,0
R2 11,2 23,2 23,2
Rb2 0,0 2,4 6,3
3
2
1
0 1 2 3 r, 10-2
1
2
3
4
p, 107
3
2
1
0
-1
1 2 3 r, 10-2
1 3 4
2
v, 103 -1
ISSN 1607-7970. . . 2012. 6 17
( = 1,23 -3)
( . 5). .
,
. -
, .
-
.
.
( 1 . 4, )
( 1 . 5).
t = 6·10-6 ,
, , ,
. .
,
. ,
1 . 5), .
, ,
.
, . ,
, ,
(r = 0) ,
( 2 – 4 . 5).
.
.
, -
, -
,
.
,
. ,
, -
– -
.
1. ., ., ., . Z-
// . – 1992. – . 62. – 6. – . 74 – 92.
2. ., ., . I.
//
. – 1970. – . 40. – 3. – . 516 – 522.
3. ., ., .
. – : , 1990. – 432 .
4. .
//
« ». 2009. . 41. – . 54 – 61.
5. ., ., . . – :
, 1984. – 144 .
6. ., .
. – : , 1966. – 686 .
7. Kratz R., Wyder P. Principles of Pulsed Magnet Design. – Berlin: Springer-Verlag, 2002. – 187 p.
1
0
1 2 3 r, 10-2
1
2
3
4
, -3
. 5
18 ISSN 1607-7970. . . 2012. 6
8. ., ., ., ., .
//
. – 2003. – 5. – . 161 – 165.
9. ., . . – : ,
1980. – 352 .
10. ., . . – :
, 2008. – 270 .
621.314: 533.528
. , .
,
. , 9, , 54010, .
. , .
, ,
. . 10, . 1, . 5.
: , .
GASODYNAMICAL CHARACTERISTICS OF ELECTRICAL DISCHARGES IN THE PULSED PLASMA
GENERATOR WITH INDUCTIVE AND CAPACITIVE ENERGY STORE
K.V. Dubovenko
Mykolayiv State Agrarian University,
Paryzka Comuna St, 9, Mykolayiv, 54010, Ukraine.
Numerical simulation of powerful electrical discharges in the air in the circuit with the inductive and capacitive energy store and
electroexplosive opening switch has been carried out with one-dimensional magnetohydrodynamic approach. Electrical, energetical
and gasodynamical characteristics of the discharge have been obtained. With accounting for the electrical processes and electrical
energy dissipation in the plasma load the analysis of the gasodynamical transients has been carried out. In particular, spatial and
temporal dependencies of the medium pressure, velocity and density under conditions of the magnetic pressure and discharge
current skinning influence have been shown. References 10, table 1, figures 5.
Key words: electrical discharge, inductive and capacitive store.
1. Andreev D.A., Bogomaz A.A., Rutberg Ph.G., Shakirov A.M. High-current discharge of the Z-pinch type in high density
media // Zhurnal Tekhnicheskoi Fiziki. – 1992. – Vol. 62. – 6. – P . 74 – 92. (Rus)
2. Basov N.G., Borovich B.P., Stoylov V.S. High-current discharge in gases I. Experimental investigation of light and
energetical characteristics of the powerful discharge in the air // Zhurnal Tekhnicheskoi Fiziki. – 1970. – Vol. 40. – 3. – P . 516 –
522. (Rus)
3. Burtsev V.A., Kalinin V.A., Luchinskiy A.V. Electrical explosion of wires and its application in electrophysical
installations. – skva: Energoatomizdat, 1990. – 432 p. (Rus)
4. Dubovenko K.V. Influence of the electroexplosive opening switch parameters on the electrical discharge characteristics
in the circuit with inductive energy store. // Vestnik Natsionalnogo Tekhnicheskogo universiteta Kharkovski Politekhnicheski
Institut». – 2009. – Vol. 41. – P . 54 – 61. (Rus)
5. Zamyshlyaev B.V., Stupitsk , Guz A.G. Plasma composition and thermodynamical functions. – skva:
Energoatomizdat, 1984. – 144 p. (Rus)
6. Zeldovich Ya.B., Rayzer Yu.P. Physics of shock waves and high-temperature hydrodynamical phenomena. – skva:
Nauka, 1966. – 686 p. (Rus)
7. Kratz R., Wyder P. Principles of Pulsed Magnet Design. – Berlin: Springer-Verlag, 2002. – 187 p. (Eng)
8. Savvateev A.F., Bogomaz A.A., Budin A.V., Kolikov V.A., Gutberg F.G. Investigation of the electrical discharge in the
gas of superhigh density with its preliminary adiabatic pressurising // plofizika vysokikh temperatur. – 2003. – 5. – p. 161 –
165. (Rus)
9. Samarskii ., Popov Yu.P. Gasodynamics tasks finite-difference methods for Gasodynamics tasks solution. – skva:
Nauka, 1980. – 352 p. (Rus)
10. Shcherba A.A., Dubovenko K.V. High-voltage electrical discharge compact systems. – yiv: Naukova dumka, 2008. –
270 p. (Rus)
13.02.2012
Received 13.02.2012
|
| id | techned_org_ua-article-1393 |
| institution | Technical Electrodynamics |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-06-16T01:25:38Z |
| publishDate | 2012 |
| publisher | Інститут електродинаміки НАН України, Київ |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | technedorgua/75/de9b76be7f038bb53a1978fe1ad05675.pdf |
| spelling | techned_org_ua-article-13932023-01-27T13:45:21Z GASODYNAMICAL CHARACTERISTICS OF ELECTRICAL DISCHARGES IN THE PULSED PLASMA GENERATOR WITH INDUCTIVE AND CAPACITIVE ENERGY STORE ГАЗОДИНАМІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЕЛЕКТРИЧНИХ РОЗРЯДІВ В ІМПУЛЬСНОМУ ГЕНЕРАТОРІ ПЛАЗМИ З ІНДУКТИВНО-ЄМНІСНИМ НАКОПИЧУВАЧЕМ ЕНЕРГІЇ Дубовенко, К.В. electrical discharge inductive and capacitive store електричний розряд індуктивно-ємнісний накопичувач Numerical simulation of powerful electrical discharges in the air in the circuit with the inductive and capacitive energy store and electroexplosive opening switch has been carried out with one-dimensional magnetohydrodynamic approach. Electrical, energetical and gasodynamical characteristics of the discharge have been obtained. With accounting for the electrical processes and electrical energy dissipation in the plasma load the analysis of the gasodynamical transients has been carried out. In particular, spatial and temporal dependencies of the medium pressure, velocity and density under conditions of the magnetic pressure and discharge current skinning influence have been shown. References 10, table 1, figures 5. В одновимірному магнітогідродинамічному наближенні виконано чисельне моделювання характеристик потужного електричного розряду в повітрі в контурі з індуктивно-емнісним накопичувачем енергії та електровибуховим фольговим розмикачем. Отримано електричні, енергетичні та газодинамічні характеристики розряду. З урахуванням динаміки електричних процесів та дисипації електричної енергії в плазмовому навантаженні виконано аналіз газодинамічних процесів, зокрема наведено просторово-часові залежності тиску, швидкості та густини плазми в умовах впливу магнітного тиску та скінування розрядного струму.Бібл. 10, табл. 1, рис. 5. Інститут електродинаміки НАН України, Київ 2012-10-25 Article Article application/pdf https://techned.org.ua/index.php/techned/article/view/1393 Tekhnichna Elektrodynamika; No. 6 (2012): TEKHNICHNA ELEKTRODYNAMIKA; 011 ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА; № 6 (2012): ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА; 011 2218-1903 1607-7970 uk https://techned.org.ua/index.php/techned/article/view/1393/1275 Авторське право (c) 2023 ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 |
| spellingShingle | електричний розряд індуктивно-ємнісний накопичувач Дубовенко, К.В. ГАЗОДИНАМІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЕЛЕКТРИЧНИХ РОЗРЯДІВ В ІМПУЛЬСНОМУ ГЕНЕРАТОРІ ПЛАЗМИ З ІНДУКТИВНО-ЄМНІСНИМ НАКОПИЧУВАЧЕМ ЕНЕРГІЇ |
| title | ГАЗОДИНАМІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЕЛЕКТРИЧНИХ РОЗРЯДІВ В ІМПУЛЬСНОМУ ГЕНЕРАТОРІ ПЛАЗМИ З ІНДУКТИВНО-ЄМНІСНИМ НАКОПИЧУВАЧЕМ ЕНЕРГІЇ |
| title_alt | GASODYNAMICAL CHARACTERISTICS OF ELECTRICAL DISCHARGES IN THE PULSED PLASMA GENERATOR WITH INDUCTIVE AND CAPACITIVE ENERGY STORE |
| title_full | ГАЗОДИНАМІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЕЛЕКТРИЧНИХ РОЗРЯДІВ В ІМПУЛЬСНОМУ ГЕНЕРАТОРІ ПЛАЗМИ З ІНДУКТИВНО-ЄМНІСНИМ НАКОПИЧУВАЧЕМ ЕНЕРГІЇ |
| title_fullStr | ГАЗОДИНАМІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЕЛЕКТРИЧНИХ РОЗРЯДІВ В ІМПУЛЬСНОМУ ГЕНЕРАТОРІ ПЛАЗМИ З ІНДУКТИВНО-ЄМНІСНИМ НАКОПИЧУВАЧЕМ ЕНЕРГІЇ |
| title_full_unstemmed | ГАЗОДИНАМІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЕЛЕКТРИЧНИХ РОЗРЯДІВ В ІМПУЛЬСНОМУ ГЕНЕРАТОРІ ПЛАЗМИ З ІНДУКТИВНО-ЄМНІСНИМ НАКОПИЧУВАЧЕМ ЕНЕРГІЇ |
| title_short | ГАЗОДИНАМІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЕЛЕКТРИЧНИХ РОЗРЯДІВ В ІМПУЛЬСНОМУ ГЕНЕРАТОРІ ПЛАЗМИ З ІНДУКТИВНО-ЄМНІСНИМ НАКОПИЧУВАЧЕМ ЕНЕРГІЇ |
| title_sort | газодинамічні характеристики електричних розрядів в імпульсному генераторі плазми з індуктивно-ємнісним накопичувачем енергії |
| topic | електричний розряд індуктивно-ємнісний накопичувач |
| topic_facet | electrical discharge inductive and capacitive store електричний розряд індуктивно-ємнісний накопичувач |
| url | https://techned.org.ua/index.php/techned/article/view/1393 |
| work_keys_str_mv | AT dubovenkokv gasodynamicalcharacteristicsofelectricaldischargesinthepulsedplasmageneratorwithinductiveandcapacitiveenergystore AT dubovenkokv gazodinamíčníharakteristikielektričnihrozrâdívvímpulʹsnomugeneratoríplazmizínduktivnoêmnísnimnakopičuvačemenergíí |