Validation of the numerical model of a spark channel expansion in a low-energy atmospheric pressure discharge

Abstract

Gas-dynamic expansion of a low-energy atmospheric pressure spark discharge was numerically simulated. The calculated data were compared with experimental results to validate the numerical model. A satisfactory correlation of spark photo images with a simulated spark channel expansion was observed. It was found out that an experimental total light intensity of spark discharge corresponds with spark radiation power. Time histories of a particle number concentration and energy input were calculated. Radial temperature, pressure, density and conductivity profiles at various times were investigated

Чисельно досліджено газодинамічне розширення низькоенергетичного іскрового розряду атмосферного тиску. Перевірка математичної моделі проведена шляхом порівняння чисельних та експериментальних результатів. Отримана задовільна кореляція фотозображень іскрового розряду з розрахунковими даними з розширення іскрового каналу. З’ясовано, що повна інтенсивність випромінювання іскрового розряду, яка отримана експериментально, відповідає потужності випромінювання іскри. Розраховано розподіл концентрації компонентів та динаміка вводу енергії в іскру. Досліджені розподіли температури, тиску, густини та провідності в радіальному розрізі в різні моменти часу.

Численно исследовано газодинамическое расширение низкоэнергетического искрового разряда атмосферного давления. Проверка математической модели проведена путем сравнения численных и экспериментальных результатов. Получена удовлетворительная корреляция фотоизображений искрового разряда с расчетными данными по расширению искрового канала. Выявлено, что полная интенсивность излучения искрового разряда, получаемая экспериментально, соответствует мощности излучения искры. Рассчитано распределение концентрации компонентов и динамика ввода энергии в искру. Исследованы распределения температуры, давления, плотности и проводимости в радиальном сечении в разные моменты времени.