Введение к работе
Актуальность темы. Диссертация посвящена численному моделированию взрывных процессов в атмосфере на высотах до 80 км при максимальных температурах до 10. Главное требование,которое предъявлялось к численной модели, - это получение распределений физических параметров в центральной сильноионизиро-ванной области взрыва и на ее границе, где температура и электронная концентрация имеют большие градиенты в течение длительного времени.
Существует круг задрч,для решения которых важно иметь подробную информацию об ионизированной взрывом атмосфере в области больших градиентов физических характеристик. Это задачи радиофизической диагностика плазш, образующейся при взрывных процессах, вопросы распространения радиоволн в атмосфере, возмущенной взрывом (взрывы метеоритов, вспышки на Солнце, взрывы для искусственного вызгвания осадков, атмосферные разряды, лабораторный термоядерный синтез).
Цель работы. Разработка численной модели взрыва в атмосфере с повышенной точностью в центральной ионизированной области с большими градиентами температуры и электронной концентрации, расчет и исследование зависимостей от энерговыделения и высоты пространственно-временных распределений для взрывных процессов.(в частности для разрядов молнии).
Научная новизна состоит в том, что разработана двумер- . ная численная модель взрыва в. неоднородной атмосфере на высотах до 80 зш и при температурах до 10 с повышенной точностью
в переходном слое с большим градиентом температуры и электронной концентрации. Для этого при решении уравнений газовой динамики и переноса излучения используются лагранжевы кольцевые сеточные линии. Обнаружено свойство приближенного подобия взрывов для разных энергий и высот.
На основе модели взрыва в атмосфере разработана численная модель возвратного удара молнии. Здесь в численную модель взрывного процесса введены диффузионные потоки, определяющие процессы переноса энергии электронами и тяжелыми, частицами. Эти процессы играют существенную роль в переходном слое на границе иоїшзированного канала молнии, определяют остывание канала. Рассчитаны физические характеристики ионизированного канала молнии для реально наблюдаемых диапазонов параметров тока, энерговыделений, высот. Результаты моделирования молнии использованы для решения задачи радиоотражения от ионизированного канала молнии.
Практическая ценность. Были проведены расчеты взрывов в широком диапазоне энерговыделений на различных высотах. Эти результаты использованы в прикладных работах.
Рассчитаны физические характеристики проводящего канала молнии. Установлена зависимость энерговыделения от параметров импульса тока в молнии. Рассчитан временный ход радиолокационного сечения канала молнии для радиоволн длиной 3,10 и 200 см, что позволяет по данным радиолокации молнии оценивать энерговыделение и ток в молнии. Результаты по моделированию молнии могут быть использованы в метеорологии.
Апробация работы. Содержание диссертационной работы докладывалось на IV Всесоюзном симпозиуме по атмосферному электричеству (Нальчик, 1990), Ш Всесоюзной конференции по авиационной метеорологии (1990), Всесоюзной конференции "Радиофизическая инфорілатика" (Москва, 1990).
Публикации. Результаты диссертации опубликованы в статьях |і,2І и в препринтах. РТИ АН СССР |3-5|, в материалах конференций |о-8|.
Объем работы. Диссертация состоит из{основной части - вво-дения, двух глав,заключения, списка литературы - и Приложешій. Основная часть "диссертации изложена на 100 страницах машинописного текста и иллюстрируется 22 рисунками, II.таблицами. Еибли-ографня содоргкит 79 наименований литературных источников. Приложений I содержит 12 стршшц машинописного текста, Приложения 2,3 содержат 46 страниц таблиц расчетов взрывов п возвратного удара молнии.