Simulation of positive streamers in CO$_2$ and in air: the role of photoionization or other electron sources
正流光放电已被广泛研究和模拟在空气中。在这里，我们研究积极的流光在CO $_2$与和没有氧混合物，他们是相关的电流高电压技术，以及在金星大气中的放电。我们讨论，没有有效的光电离机制是已知的气体与大CO $_2$分数，在相关的能量范围内的光子被迅速吸收。因此，正流光只能由于电离前沿前面的其他自由电子源而传播。因此，我们研究了正流光在CO $_2$与不同水平的背景电离提供这些自由电子的传播。用模拟方法研究了用背景电离代替光电离的效果。在标准温度和压力下，在6.4cm的间隙内，模拟了16 ~ 20 kV/cm的背景场中的流光，发现流光的传播对光电离或背景电离水平相当不敏感。我们还讨论了结果不仅依赖于击穿场和外加电场的大小，依赖于预电离或光电离，而且依赖于电子迁移率$μ(E)$和有效电离系数$α_{\rm eff}(E)$，它们是电子能量或电场的气体依赖函数.
2020-10-02 physics.comp-ph physics.plasm-ph
Quantitative modeling of streamer discharge branching in air
本文利用纳入离散随机光电离过程的三维流体模型模拟空气中正流注分支，发现模拟结果与实验吻合，证实光电离噪声触发分支并验证了 Zheleznyak 模型。
2023-08-16 physics.plasm-ph
A 3D kinetic Monte Carlo study of streamer discharges in CO$_2$
本文利用三维动力学蒙特卡罗模型研究 CO$_2$ 中正负流注的起始与传播，揭示电子附着和光电离的关键作用，并阐明光电离对两类流注传播均具有重要意义。
2023-12-05 physics.plasm-ph
Accurate and efficient calculation of photoionization in streamer discharges using fast multipole method
本文主要研究流注放电中光电离的三维数值模拟，并提供了一个通用的框架，以有效和准确地计算光电离模型的积分形式。仿真是基于核独立的快速多极子方法。与其他现有的基于偏微分方程（PDEs）的模型进行比较，定量研究了该方法在不同域和不同压力下的准确性。结果表明，快速多极子方法的数值误差远小于其他基于偏微分方程的方法，参考解由直接数值积分给出。这样的精度可以实现与负担得起的计算成本，其性能在效率和精度是相当稳定的不同领域和压力。同时，模拟加速的快速多极子方法具有良好的可扩展性，使用多达1280个核心，这表明它的能力，使用并行（分布式）计算的三维模拟。所提出的方法和其他有效的近似的差异也研究了在三维动力学问题中，两个拖缆相互作用。
2020-10-22 physics.comp-ph physics.plasm-ph
Runaway Electron Generation by Decelerating Streamers in Inhomogeneous Atmosphere
数值模拟了大气中正负流光的动力学过程。它表明，积极和消极的流光表现在根本上不同的方式时，减速和停止。当头电位下降时，负流注过渡到由于前向电子漂移而传播的模式。在这种情况下，电离波前的半径增加，而在流光头部的电场进一步减小，流光停止。对于正流注，随着头电位的降低，其唯一的推进机制是电离波的有效半径的减小，从而导致电场的局部增大。这种机制补偿了在小的头部直径下气体光电离效率的降低。在大气压力空气中，当拖缆头电位降低到~1.2 kV时，拖缆头处的局部电场可超过失控阈值。在这种情况下，可以发生被引导到停止正流光的通道中的逃逸电子束的脉冲生成。所形成的脉冲电子束的能量可以从700 V（当相对于大气压空气中的值将光电离速率增加10倍时）变化到2.6 kV（在具有吸收添加剂的空气中，该吸收添加剂将光电离速率降低1000倍）。这是可能的，减速正流光的行为可以解释观测到的X射线辐射的爆发在流光传播。
2020-11-15 physics.plasm-ph
Investigation of positive streamers in CO$_2$: experiments and 3D particle-in-cell simulations
本文通过三维粒子模拟和实验研究 CO$_2$ 中正流注传播，发现少量光电离即可维持传播但需背景电场接近临界场，并给出猝灭压强估计和自持增长判据。
2024-10-20 physics.plasm-ph
Positive streamer discharge simulations in humid air: uncertainty in input data and sensitivity analysis
本研究针对潮湿空气中正流注放电模拟，分析H₂O截面、光电离模型和化学组三类输入数据的影响，发现10%H₂O时流注速度因输入数据不同最多变化50%，并通过敏感性分析确定关键化学反应。
2025-02-12 physics.plasm-ph
Adaptive Strategies to Fast Multipole Method in Photoionization Calculations
近年来，提出了一种新的计算流注放电中光电离率的方法，该方法采用积分形式和快速多极子方法（FMM）。本文进一步提高了该框架的效率与自适应策略。自适应策略基于流注传播过程中辐射和电场的大小，并应用于源点和目标点的选择。这种自适应FMM的准确性和效率进行了定量研究，不同的域的大小，压力和自适应标准，与现有的一些有效的方法来计算光电离。结果表明，适当的自适应策略可以大大减少FMM的计算时间，并保持较高的精度，数值误差仍远小于其他基于偏微分方程的模型。所提出的自适应方法的性能进行了研究的三维正流光与等离子体云的相互作用问题。
2021-12-19 physics.comp-ph physics.plasm-ph
Streamer propagation in the atmosphere of Titan and other N2:CH4 mixtures compared to N2:O2 mixtures
流光，薄，电离等离子体通道，形成闪电放电的早期阶段。在这里，我们的方法研究地外闪电的形成和传播的流光放电在各种氮-甲烷和氮-氧混合物与氮的水平从20%到98.4%的研究。我们提出的摩擦力和击穿场Ek在各种N2：O2（地球一样）和N2：CH 4（钛一样）的混合物。摩擦力的强度在N2：CH 4混合物中较大，而在与甲烷的混合物中的击穿场是与氧气的混合物中的一半大。我们使用一个2.5维的Monte Carlo粒子在细胞程序与圆柱对称模拟电子雪崩的发展从一个初始的电子-离子补丁在周围电场之间的1.5 Ek和3 Ek。我们比较了甲烷和氧气混合物的电子密度、电场、波前速度以及雪崩-流光跃迁的发生。而我们观察到在所有考虑的情况下，在氧气中的流光的形成，我们观察到流光inceptions在甲烷中的小百分比的氮或大电场。对于大百分比的氮或对于小的场，电离的效率不足以在模拟域的长度内形成流光通道。在氧气中，正和负流光移动更快的小百分比的氮气。在与甲烷的混合物中，电子或流光前沿的移动速度比与氧气的混合物慢10-100倍;甲烷的百分比越高，前沿的移动速度就越快。
2019-02-13 physics.ao-ph physics.plasm-ph
Streamer propagation in humid air
本文研究湿度对空气流注传播的影响，提出包含水团簇形成的最小化学反应集合，发现湿空气通过增强有效附着率提高击穿阈值并加速电导率衰减，从而减小流注半径与速度甚至导致停滞，并进一步分析了这些效应对流注分叉和电晕尺度与寿命的影响。
2023-04-11 physics.ao-ph physics.comp-ph physics.plasm-ph
Streamer propagation in magnetic field
本文从理论上研究了在横向磁场作用下流注在绝缘表面附近的传播。在弱磁场极限下，流注的运动轨迹为圆形，其半径远大于电子的回旋半径，流注头部的电荷分布受到与流注速度相对应的洛伦兹力的强烈极化。估算了拖缆分叉的临界磁场。我们的结果与现有的实验数据吻合得很好。
1997-08-17 physics.plasm-ph
3D particle simulations of positive air-methane streamers for combustion
流光放电可用作等离子体辅助燃烧的反应性物种的主要来源。在这项研究中，我们调查积极的流光在化学计量的空气-甲烷混合物在1巴和300 K的三维粒子细胞模型的电子。我们首先讨论合适的电子散射截面和光电离机制的空气-甲烷混合物的扩展。结果表明，甲烷的加入使电子输运和反应系数基本保持不变，但大大抑制了光电离，缩短了光子平均自由程，导致（1）加速了流光分支，（2）流光头部电场增强，（3）内部电场降低，（4）流光通道中电子密度增加.我们还计算了沉积在12.5和20 kV/cm的背景电场的正流光的演变过程中的时间积分的能量密度。我们发现沉积的能量密度的典型值在0.5-2.5 kJ/m $^{3}$的范围内的电离内部的流光与5 mm的长度，这个值是相当独立的电场施加在这里。最后我们发现非弹性电子散射过程中沉积的能量主要产生活性氮物种：N $_2$三重态和N，但也有O和H自由基。H $_2$和O $_2$单重态的产生也发生，尽管不太明显。例如，我们对反应性物种的初级生产的计算可以用于全球化学模型。
2022-04-08 physics.plasm-ph
On propagation of positive and negative streamers in air in uniform electric fields
该研究用解析方法分析正负流注在均匀电场空气中传播的数值模拟，给出半径、速度与长度随外加电场变化的近似关系，并验证其与模拟吻合。
2023-05-16 physics.plasm-ph
Why isolated streamer discharges hardly exist above the breakdown field in atmospheric air
我们调查流注形成对流层，在电场以上的击穿阈值。利用全三维粒子模拟，我们研究了自然背景电离和光电离对放电形态的综合影响。在以前的研究中，基于确定性流体模型没有背景电离，所谓的双头流光出现。但在我们改进的模型中，许多电子雪崩开始在不同的位置生长。最后，雪崩集体屏蔽了放电内部的电场。这发生在我们称之为“电离屏蔽时间”之后，对此我们给出了分析估计。由于这个时间是相当的流光形成时间，我们得出结论，孤立的流光是不可能存在的领域远高于大气中的空气击穿。
2013-08-23 physics.plasm-ph
Computational study of simultaneous positive and negative streamer propagation in a twin surface dielectric barrier discharge via 2D PIC simulations
采用二维粒子模拟方法，对表面介质阻挡放电（SDBD）中等离子体流光的传播机制进行了研究。研究是在模拟空气混合物（80% N $_2$和20% O $_2$）、大气压、100 $\,$ kPa、直流条件和代表交流条件的脉冲直流波形下进行的。模拟的几何形状是对称的和完全暴露的SDBD的简化，导致在Al $_2$ O $_3$电介质阻挡层的任一侧上同时点燃正流光和负流光。为了确定这两个流光的相互作用，传播行为的积极和消极的流光都独立地和同时在相同的恒定电压条件下进行了调查。一个额外的焦点是恳求下的快速亚纳秒上升时间平方电压脉冲交替之间的正和负电压条件，从而提供洞察下的动态的流光交替极性开关。它示出，同时点燃的两个流光，以及使用脉冲直流条件，提供了增强的放电和增加的表面覆盖。它还表明，额外的拖缆分支可能会发生在一个截面，这是很难实验观察。增强的放电和表面覆盖可有益于许多应用，例如但不限于：空气净化、挥发性有机化合物去除和等离子体增强催化。
2021-02-18 physics.plasm-ph
A computational study of steady and stagnating positive streamers in N2-O2 mixtures
在本文中，我们解决了两个主要问题：稳定的传播领域的积极流光在空气中和流光减速领域低于稳定的传播领域。我们使用轴对称流体模型在空气中产生恒速正流光，方法是根据流光速度初始调整施加的电压。在初始瞬态之后，我们观察到$3\times10^4$ m/s到$1.2\times10^5$ m/s的速度的稳定传播，在此期间流光属性和背景场不改变。这种传播模式并不完全稳定，因为流光特性或背景场的微小变化最终会导致加速或减速。一个重要的发现是，更快的拖缆能够在显着较低的背景场比较慢的传播，这表明没有唯一的稳定场。我们与流注半径，速度，最大电场和背景电场的电导率损失的特征时间尺度。这种关系是定性证实，通过研究流光在N2-O2混合物中的氧气比空气少。在这样的混合物中，稳定的流光需要较低的背景场，由于减少的附着和重组率。我们还研究了减速的流光，这是很重要的预测多远，他们可以传播在低场。通过施加恒定的外加电压来模拟停滞拖缆。我们展示了这些流光的性质如何与稳定的情况下，并提出了一个唯象模型与拟合系数，描述的速度和半径的演变。最后，我们比较的长度与传统的稳定性领域的基础上预测的停滞飘带。
2022-01-27 physics.plasm-ph
Derivation of a merging condition for two interacting streamers in air
对两个同时传播的同极性气流相互作用进行了数值模拟。一个参数的研究已经进行了使用一个精确的数值方法，确保了时间-空间误差控制的解决方案。对于初始分离的两个流光小于或相当于在空气中的光电离的最长特征吸收长度，我们已经发现，流光往往合并的时刻，当它们的特征宽度和它们的相互距离之间的比率达到约0.35的值为正流光，和0.4为负的。此外，它表明，这些比率实际上是独立的所施加的电场，初始种子配置，和压力。
2012-08-01 math.AP physics.comp-ph physics.plasm-ph
Simulation model for the propagation of second mode streamers in dielectric liquids using the Townsend--Meek criterion
提出了一种介质液体中第二模正流光的模拟模型。启动和传播的电子雪崩机制和汤森-米克标准建模。以环己烷为模型液体，模拟了点-面间隙中的电击穿过程。电子在由电极和流光结构产生的拉普拉斯电场中移动，并且在高场区域中转变成电子雪崩。Townsend-Meek准则确定何时将雪崩视为流光结构的一部分。结果表明，雪崩驱动击穿是可能的，但起始电压是相对较高的。包括参数变化以研究参数值如何影响模型。
2020-07-25 physics.comp-ph physics.plasm-ph
Cerman: Software for simulating streamer propagation in dielectric liquids based on the Townsend-Meek criterion
我们提出了一个软件来模拟正流光在介质液体中的传播。这种液体通常用于高功率设备的电绝缘。我们在针平面几何形状中模拟电击穿，其中针和流光的末端由双曲面建模，用于计算液体中的电场。如果电场足够高，从液体中的阴离子释放的电子可以变成电子雪崩，并且如果雪崩满足汤森-米克准则，则流光传播。该软件完全用Python编写，并在MIT许可证下发布。我们还提出了一套模型模拟演示的能力和多功能性的软件。
2020-07-06 physics.app-ph physics.comp-ph physics.plasm-ph
Numerical Methods and Comparisons for 1D and Quasi 2D Fluid Streamer Propagation Models
在这项工作中，我们提出并比较了四种不同的策略来模拟流注传播的流体模型在一维（1D）和准二维（2D），其中包括一个泊松方程的粒子速度和两个连续性方程的粒子输运。每种方法都包括一种求解Poisson方程的方法和一种求解连续性方程的方法，以及一种时间离散化的总变差减小的三步Runge-Kutta方法。泊松方程的数值方法主要有有限体积法、间断Galerkin方法、混合有限元方法和最小二乘有限元方法。连续性方程的数值方法选自间断Galerkin方法族。精度测试和比较表明，从精度和效率方面来看，这四种策略都适用于拖缆模拟，并且具有竞争力。结果表明，这些方法是兼容的。通过在真实模拟中应用任何策略，我们可以在1D和准2D模型中研究流注传播的动力学。
2016-12-12 physics.comp-ph physics.plasm-ph
Probing photo-ionization: simulations of positive streamers in varying N2:O2 mixtures
光电离是公认的机制，用于传播的积极流光在空气中，虽然参数不是很清楚，这种机制的效率在很大程度上取决于氮气和氧气的存在。但实验表明，流光的传播是惊人的强大对气体成分的变化，即使是纯氮与杂质水平低于1 ppm的流光传播基本上与空气中相同的速度，但它们的最小直径较小，他们更频繁地分支。此外，它们更多地以Z字形的方式移动，有时表现出羽毛状的结构。在我们的模拟中，我们测试的相对重要性的光电离和背景电离脉冲重复放电，在空气中，以及在氮气中与1 ppm的O2。我们还测试了合理的光电离模型的参数变化。我们发现，光电离主导流光在空气中传播的重复频率至少为1 kHz，而在氮与1 ppm的O2的重复频率的影响必须包括在1 Hz以上。最后，我们解释了流光通道周围的羽毛状结构，在实验中观察到的高纯度的氮气，但不是在空气中。
2010-10-30 physics.plasm-ph
3D particle-in-cell simulations of negative and positive streamers in C4F7N-CO2 mixtures
该研究利用三维粒子网格模型模拟C4F7N-CO2混合物中的正负流注，揭示临界场、电子附着及随机背景电离对其传播与不规则结构的影响。
2023-11-02 physics.plasm-ph
Branching of negative streamers in free flight
我们最近已经表明，一个负流光在一个足够高的均匀的字段可以分支自发由于拉普拉斯不稳定性，而不是接近一个固定的传播模式与固定的半径。在我们之前的模拟中，流光从阴极上的宽初始电离种子开始。在这里，我们证明了改进的模拟，流光出现在一个单一的电子分支以同样的方式。事实上，虽然演化的流光更窄，但它在更短的传播距离后分支。
2002-04-22 cond-mat.mtrl-sci nlin.PS physics.plasm-ph
Electric streamers as a nonlinear instability: the model details
本文提出了一种新的方法来确定正负流注放电的参数。从流体动力学方程，在假设的解决方案的形状的拖缆，它是可能的拖缆参数之间的几个关系，形成一个系统的代数方程（SAE）。由于所做的近似，该系统的解的误差预计可能高达百分之几十。求解SAE允许我们用流光长度$L$、恒定均匀外部电场$E_e$和流光半径来表示所有流光参数。具有不同半径的解是流体动力学方程的有效解，并且类似于具有不同横向波长的平坦波前扰动的传播模式。我们解释的流光作为一个非线性的不稳定性，其行为是由选择的半径，在该半径处的速度最大化，因为，正如我们所示，速度起着相同的作用，在线性不稳定性的情况下的指数增长率。因此，拖缆行为由$E_e$和$L$以相对计算经济的方式明确地确定。相比之下，求解微观方程的数值方法，如流体动力学模拟，计算要求更高，并且由于数值波动，它们中的首选解决方案会自动出现。在海平面条件下的空气的计算产生合理的值，通常观察到的拖缆参数。计算出的正流注速度和负阈值场与实验测量结果是一致的。讨论了正阈值场产生的物理原因。一个非常简化的分析模型（附录B）至少在定性上再现了许多所提出的结果。
2020-08-28 physics.ao-ph physics.plasm-ph
Reconnection and merging of positive streamers in air
图片显示，从同一电极出现的流光或子流光放电通道有时似乎重新连接或合并，尽管它们的头部携带相同极性的电荷;因此，人们可能会怀疑重新连接是图片中二维投影的伪影。在这里，我们使用立体摄影来研究这些事件的完整三维结构。我们分析重新连接，可能是一个静电效应，其中一个较晚的薄流光重新连接到一个较早的厚流光通道，合并，建议的光电离效应，其中两个同时传播的流光头合并成一个新的流光。我们使用四种不同的阳极几何形状（一个尖端、两个尖端、板中的两个不对称突起和一根线），在环境空气中放置在平坦阴极板上方40 mm处。正高压脉冲施加到阳极，产生正电晕放电。这种放电是研究与快速ICCD相机，在许多情况下，结合光学，使立体成像。我们发现上面定义的重连经常发生。另一方面，仅在25毫巴的压力和2 mm的尖端间隔下观察到合并，即，对于p*d=50微米 * 巴的减小的尖端距离。在这种情况下，拖缆通道的半峰全宽大于尖端间距的10倍。在较高的压力下或使用金属丝阳极时，没有观察到合并。
2008-12-12 physics.plasm-ph
SF6 streamer breakdown induced by floating linear metal particles: Following streamers and side streamers
本研究通过二维流体模型揭示悬浮线性金属颗粒诱发 SF6 流注击穿的微观机制，提出跟随流注与侧向流注两种新机制，并阐明压力与过电压对击穿行为的影响。
2025-06-23 physics.plasm-ph
Inception and propagation of positive streamers in high-purity nitrogen: effects of the voltage rise-rate
控制拖缆形态对于许多应用是重要的。到目前为止，电压上升率的影响只在很宽的范围内进行了研究。在这里，我们表明，即使是轻微的变化，在电压上升可以有显着的影响。我们已经研究了正流光放电在一个16厘米的点-平面间隙中的高纯氮6.0，由25千伏脉冲的持续时间为130纳秒。电压上升以1.9 kV/ns至2.7 kV/ns的上升速率和22 kV至28 kV的第一峰值电压变化。一个结构性的链接之间发现较小的放电与较大的初始云所造成的更快的电压上升。这种关系可以通过更快的电压上升导致的起始云的更大稳定性来解释，从而导致不稳定的延迟。时间分辨的测量表明，初始云传播速度比早期不稳定，更持久的放电。这解释了具有更快上升电压脉冲的放电最终变得更短。此外，已研究了脉冲序列中剩余背景电离的效果，表明通道厚度和分支率局部受影响，取决于先前放电的覆盖体积。
2012-08-20 physics.plasm-ph
Oblique kink waves in solar coronal streamers
Key Laboratory of Solar Activity and Space Weather, School of Aerospace, Harbin Institute of Technology, Shenzhen（哈尔滨工业大学深圳航天学院太阳活动与空间天气重点实验室）；Centre for Fusion, Space and Astrophysics, Department of Physics, University of Warwick（华威大学物理部聚变、太空与天体物理中心）；G-LAMP NEXUS Institute/School of Space Research, Kyung Hee University（庆熙大学太空研究学院 G-LAMP NEXUS 研究所）；Centro de Investigacion en Astronomía, Universidad Bernardo O’Higgins（贝尔纳多·奥希金斯大学天文学研究中心）；Institute of Solar-Terrestrial Physics SB RAS（俄罗斯科学院西伯利亚分院太阳-地球物理研究所）
研究日冕流带中斜向传播的扭结波，发现斜度降低相速度并改变波结构，忽略斜度会低估阿尔芬速度达1.5倍，需立体观测确定传播方向。
2026-09-22 astro-ph.SR physics.plasm-ph
A computational study of accelerating, steady and fading negative streamers in ambient air
本研究基于二维轴对称流体模型，探讨了环境空气中负流注的加速、稳态和衰退传播模式，重点揭示了稳态负流注在特定电场范围内的不稳定传播特性及其与正流注在速度、光学直径等性质上的显著差异。
2023-08-02 physics.plasm-ph
A Computational Study of Negative Surface Discharges: Characteristics of Surface Streamers and Surface Charges
我们研究了空气中负表面放电的动力学，通过数值模拟与二维流体模型。使用由嵌入在平行板电极之间的平坦电介质组成的几何形状。与体相气体中的负流光相比，负表面流光被观察到具有更高的电子密度、更高的电场和更高的传播速度。另一方面，它们的最大电场和速度低于正表面流光。在我们的模拟中，负表面流光是较慢的较大的相对介电常数。当负流光沿电介质表面传播时，负电荷在电介质表面上积聚，这可导致电介质内部的高电场。如果我们最初在电介质上放置负表面电荷，则负表面放电的增长被延迟或抑制。正表面电荷具有相反的效果。
2020-05-19 physics.plasm-ph
Positive and negative streamers in ambient air: modeling evolution and velocities
我们模拟短的积极和消极的流光在空气中在标准的温度和压力。它们在均匀的电场中产生或从10至20 kV电压的针电极中出现。在给定的流光长度的流光速度依赖于只有微弱的初始电离种子，除了在负流光均匀的领域的情况下。我们的特点流光的长度，头部半径，头部电荷和场增强。我们发现，正流光的速度主要是由它们的半径和最近的实验结果的半径和速度在定量协议。负流光的速度在增强场中主要由电子漂移决定，在本模拟的低局域场中，它受光电离的影响很小。尽管负流光前沿总是至少以局部场中的电子漂移速度移动，但这种漂移运动加宽了流光头部，降低了场增强，并最终导致负流光的较慢传播或甚至消失。
2008-04-22 physics.comp-ph physics.plasm-ph
Simulations of positive streamers in air in different electric fields: steady motion of solitary streamer heads and the stability field
本研究通过流体模拟探究了不同均匀电场下空气中正流注的传播特性，确定了4.675 kV/cm的临界稳定性电场，验证了其与最小流注实验测量结果的一致性，明确了稳定性电场的物理定义。
2021-10-07 physics.plasm-ph
Spontaneous emergence of space stems ahead of negative leaders in lightning and long sparks
我们调查了负面领导者之前空间茎的出现。这些是出现在前进的先导前面的发光点，调节先导的步进传播。我们表明，空间茎开始作为区域的局部耗尽的导电性，形成在流光的电晕周围的领导人。附着不稳定性增强了电场，导致强烈的不均匀，明亮和局部温暖的地区领先的领导人，解释现有的观测。由于附件的不稳定性，只有由10千伏/厘米以上的领域和内部电场是低于在积极的比在负流光，我们的研究结果解释了为什么，虽然常见的负领导人，空间茎和步进几乎没有观察到，如果不是缺席的积极领导人。需要进一步的工作来充分解释流光到先导的转变，这需要持续的电流的时间尺度长于电子的典型附着时间，大约100 ns。
2019-09-10 physics.ao-ph physics.comp-ph physics.plasm-ph
Toward Quantitative Electric-Field Measurements of Inception Clouds in Nanosecond Discharges Using E-FISH Assisted by Machine Learning
King Abdullah University of Science and Technology (KAUST)（阿卜杜拉国王科技大学）；National University of Singapore（新加坡国立大学）
利用机器学习辅助的E-FISH技术，研究纳秒放电中起始云的电场分布，揭示电场变化与电弧形成的关系。
2026-01-09 physics.plasm-ph
Contour dynamics model for electric discharges
建立了放电的轮廓动力学模型并进行了分析。在小电子扩散的限制下，该模型被推导为放电传播的最小流注模型的渐近极限。计算了非平面二维放电的色散关系。研究了指状图案的发展和传播，并对其主要特征进行了量化。
2010-03-04 physics.plasm-ph
Source-dependent properties of two slow solar wind states
利用帕克太阳探测器（PSP）在距太阳50个太阳半径范围内对慢太阳风进行了现场观测，确定了慢太阳风的两种状态。在这样的距离，在PSP测得的风还没有经历与风的扩张和传播有关的显着变化。在这项研究中，我们的重点是没有磁之字形的安静的太阳风的属性。这两种状态的区别在于它们的等离子体β，通量和磁压。PSP的磁连接建立与位场源表面（PFSS）重建，对极紫外线（EUV）和白光成像测试，揭示了这两种状态对应于从流光到赤道冕洞的过渡。流注中磁场线的膨胀因子比冕洞中心附近的膨胀因子大20倍。由于磁场的膨胀率非常不同，导致在两种等离子体状态下用PSP测量的磁压不同。沿着这些不同的通量管运行的太阳风模拟再现了在流光中测量的更慢和更密集的风以及在冕洞中测量的更稀薄的风。等离子体加热是更强烈的基础上的流光场线扎根附近的赤道孔的边界比那些扎根更接近中心的孔。这导致在拖缆内部驱动的风通量高于赤道孔内部更深处。
2021-02-12 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Electric discharge contour dynamics model: the effects of curvature and finite conductivity
在本文中，我们提出了完整的推导过程中的有效轮廓模型的放电，这似乎作为渐近极限的最小流光模型的传播的放电，当电子扩散是小的。它由两个积分微分方程定义在等离子体区域的边界：一个运动和第二个方程的净电荷密度在界面处。我们计算了圆柱对称的显式解，并在有限电阻率的情况下找到了小扰动的色散关系。我们实现了一个数值程序来解决我们的模型在一般情况下。因此，我们计算的色散关系的圆柱形的情况下，并将其与分析预测。与实验数据的2-D正流光放电的比较和预测确认。
2011-07-11 physics.plasm-ph
Full cycle, self-consistent, two-dimensional analysis of a packed bed DBD reactor for plasma-assisted $\mathrm{CO_{2}}$ splitting: spatiotemporal inhomogeneous, glow to streamer to surface discharge transitions
本研究采用2D自洽等离子体模型分析了纯$\mathrm{CO_{2}}$下PB-DBD反应器的全周期运行，揭示了由非均匀表面充电主导的辉光至流注至表面放电转变的时空非均匀特性，为高效反应器设计提供了关键见解。
2023-10-09 physics.app-ph physics.plasm-ph
Effects of dust particles charged by inelastic collisions and by photoionization on Alfvén waves in a stellar wind
利用麦克斯韦分布的均匀磁化尘埃等离子体的动力学描述的电子和质子和尘埃粒子的非弹性碰撞和光电离充电，我们分析的色散关系考虑的情况下，波和辐射传播完全平行于环境磁场。这项研究强调了光电离过程给恒星风环境中波的传播和阻尼带来的变化，因为阿尔文波被认为在风中发生的加热和加速过程中起着重要作用。结果表明，当尘埃粒子具有负平衡电荷时，Alfvén模在所有波数下都可以耦合为哨声模和离子回旋模，而当尘埃粒子具有中性或正电荷时，这些模在一定波数下可以耦合.还可以看出，哨声和离子回旋模式目前零群速度在一个小波数的间隔，和波的最大值，其中波是非传播的光电离过程的存在下减少。对于很小的波数值，如果改变尘埃电荷的符号，模式的阻尼率可以从很小的值显著变化到很大的值。
2021-09-13 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Stability of negative ionization fronts: regularization by electric screening?
我们最近提出了一个简化的界面模型流注传播是能够解释自发分支。这些模型需要正则化。在本文中，我们研究如何横向傅立叶模式的平面电离前的电屏蔽长度正则化。对于波前前的电场的固定值，我们数值计算色散关系。这些结果指导了任意场的解析渐近线的推导：对于小的波矢k，增长率s（k）随k线性增长，对于大的k，增长率s（k）在某个正的平台值处饱和。我们给出了这些结果的物理解释。
2004-01-19 nlin.AO nlin.PS physics.plasm-ph
Using neural networks to solve the 2D Poisson equation for electric field computation in plasma fluid simulations
CERFACS（欧洲科学计算研究与高级培训中心）；ISAE-SUPAERO（法国国立高等航空航天学院）；Université de Toulouse（图卢兹大学）；SAFRAN AIRCRAFT ENGINES（赛峰飞机发动机公司）
在霍尔效应推力器和流光放电等离子体流体模拟中，泊松方程是获得自洽解的关键，因为泊松解是非定常非线性流动方程的源项。作为第一步，使用深度神经网络求解具有零Dirichlet边界条件的2D泊松方程，使用多尺度架构进行研究，根据分支数，深度和感受野进行定义。一个关键的目标是更好地理解神经网络如何学习泊松解，并提供指导方针，以实现最佳的网络配置，特别是当耦合到时变欧拉方程与等离子体源项。在这里，感受场被发现是正确捕捉场的大拓扑结构的关键。多架构，损失和超参数的调查提供了一个最佳的网络，以准确地解决稳定的泊松问题。最佳的神经网络求解器，称为PlasmaNet的性能，然后监测网格上的节点数量不断增加，并与经典的并行线性求解器。接下来，在电子等离子体振荡测试案例的背景下，PlasmaNet与非稳态欧拉等离子体流体方程求解器耦合。在这个随时间演化的问题中，物理损失是产生稳定模拟所必需的。PlasmaNet最后测试一个更复杂的情况下，涉及化学和平流放电传播。在前面的章节中建立的指导原则被应用于构建CNN，以在具有不同边界条件的柱坐标中求解相同的泊松方程。结果显示良好的CNN预测，并铺平了道路，新的计算策略，使用现代GPU为基础的硬件来预测涉及泊松方程的非定常问题。
2021-11-17 cs.LG physics.plasm-ph
