Vol. 49 (2013), Issue 2, p. 36-47

Причины ветвления положительного стримера в неоднородном поле

Савельева Л.А., Самусенко А.В., Стишков Ю.К.

Abstract

УДК 537.523.3, 537.523.9

 

Проанализирован этап инициирования ветвления стримера в неоднородном электрическом поле в системе электродов игла-плоскость в осесимметричной модели в дрейфово-диффузионном приближении. В силу сложности анализа непосредственно этого решения цепь причинно-следственных связей, приводящих к ветвлению, проанализирована в рамках значительно упрощенной модели полуэллиптической идеально проводящей головки. Показано, что затупление головки может происходить даже при условии, что максимум напряженности поля находится в центре (“полюсе”) головки, если этот максимум не сильно выражен. Распределение напряженности поля на головке стримера зависит как от потенциала и формы головки, так и от близлежащих заряженных объектов, в частности активного электрода. А благодаря образованию минимума напряженности поля в месте контакта стримера и активного электрода максимум напряженности поля на полюсе головки стримера становится резким. При удалении головки стримера от активного электрода влияние последнего спадает, максимум напряженности становится менее выраженным, и в некоторый момент начинается ветвление. Таким образом, установлено, что в определенных условиях стример способен ветвиться даже в рамках полностью детерминированной модели, не учитывающей флуктуации концентраций заряженных частиц и ионизующего излучения.

 

A stage of streamer branching initiation in non-uniform electric field (the point-plane electrodes system) is analyzed in the drift-diffusion approximation. A chain of cause-and-effect relations is analyzed using a sufficiently simplified model of a semi-ellipsoidal ideally conductive streamer head. It is revealed that bluntness of the head may occur even if the maximum of electric field intensity is located in the center of the head (on the “pole”) if the maximum is feebly marked. The electric field distribution on the streamer head depends on the potential and form of the head, as well as on the adjacent charged objects, in particular, on the active electrode.  The electric field minimum in the area of the electrode-streamer contact makes the maximum of the field intensity on the head to be sharper and prevents branching. When the streamer head moves away from the active electrode, the maximum of the field intensity gets less sharp. It makes the head blunter; due to this the maximum of the electric field shifts from the pole and branching starts. Thus, it is revealed that under certain conditions a streamer can branche even in an entirely determinated model where all fluctuations are neglected.

 

Download full-text PDF. 1068 downloads

Web-Design Web-Development SEO - eJoom Software. All rights reserved.