Математическое моделирование импульсного заполнения водородом вакуумированной трубки

Решена задача о быстром импульсном заполнении водородом длинной вакуумированной цилиндрической трубки. Численное решение задачи проведено в рамках системы уравнений газовой динамики. По результатам этого решения представлена картина пространственно-временной динамики процесса заполнения трубки водородом, инжектируемым в нее через сопла, установленные на ее концах. В результате проведенного моделирования продемонстрировано, что выбранное инженерно-физическое решение по заполнению трубки водородом удовлетворяет требованиям задачи по созданию в ней тонкого плазменного шнура с высокой концентрацией электронов.

1. Arzhannikov V., Burdakov A. V., Kalinin P. V., Kuznetsov S. A., Makarov M. A., Mekler K. I., Polosatkin S. V., Postupaev V. V., Rovenskikh A. F., Sinitsky S. L., Sklyarov V. F., Stepanov V. D., Sulyaev Yu. S., Thumm M. K. A., Vyacheslavov L. N. Subterahertz generation by strong langmuir turbulence at two-stream instability of high current 1-MeV REBs // Vestnik Novosibirsk State University. Series: Phys. 2010. Vol. 5 (4). P. 44–49. DOI: 10.54362/1818-7919-2010-5-4-44-49

2. Arzhannikov A. V., Timofeev I. V. Generation of powerful terahertz emission in a beam-driven strong plasma turbulence // Plasma Physics and Controlled Fusion. 2012. Vol. 54 (10). P. 105004. DOI: 10.1088/0741-3335/54/10/105004

3. Arzhannikov A. V., Sinitsky S. L., Popov S. S., Timofeev I. V., Samtsov D. A., Sandalov E. S., Kalinin P. V., Kuklin K. N., Makarov M. A., Rovenskikh A. F., Stepanov V. D., Annenkov V. V., Glinsky V. V. Energy Content and Spectral Composition of a Submillimeter Radiation Flux Generated by a High-Current Electron Beam in a Plasma Column With Density Gradients // IEEE Transactions on Plasma Science. 2022. Vol. 50, no. 8. P. 2348-2363. DOI: 10.1109/TPS.2022.3183629

4. Аржанников А. В., Синицкий С. Л., Самцов Д. А., Тимофеев И. В., Сандалов Е. С., Попов С. С., Атлуханов М. Г., Макаров М. А., Калинин П. В., Куклин К. Н., Ровенских А. Ф., Степанов В. Д. Частотный спектр и энергосодержание в импульсном потоке терагерцевого излучения, генерируемом РЭП в плазменном столбе с различными распределениями плотности // Физика плазмы. 2024. Т. 50, № 3. С. 293–305. DOI: 10.31857/S0367292124030042

5. Аржанников А. В., Бурдаков А. В., Дейчули П. П., Койдан В. С., Конюхов В. В., Меклер К. И., Рогозин А. И. Увеличение эффективности взаимодействия сильноточного релятивистского электронного пучка с плазмой // Письма в ЖЭТФ. 1978. Т. 27, вып. 3. С. 173–176.

6. Аржанников А. В., Бурдаков А. В., Бурмасов В. С., Иванов И. А., Кузнецов С. А., Куклин К. Н., Меклер К. И., Полосаткин С. В., Поступаев В. В., Ровенских А. Ф., Синицкий С. Л., Скляров В. Ф. Плазменная система установки ГОЛ-3Т // Физика плазмы. 2015. Т. 41, № 11. С. 935–945. DOI: 10.7868/S0367292115110013

7. Arzhannikov A. V., Ivanov I. A., Kalinin P. V., Kasatov A. A., Makarov M. A., Mekler K. I., Rovenskikh A. F., Samtsov D. A., Sandalov E. S., Sinitsky S. L. Creation of plasma column with different density gradients to generate terahertz radiation during beam-plasma interaction // Journal of Physics: Conf. Ser. IOP Publishing. 2020. Т. 1647, № 1. С. 012011. DOI: 10.1088/1742-6596/1647/1/012011

8. Timofeev I. V., Annenkov V. V., Arzhannikov A. V. Regimes of enhanced electromagnetic emission in beam-plasma interactions // Physics of Plasmas. 2015. Т. 22, № 11. С. 113109. DOI: 10.1063/1.4935890

9. Аржанников А. В., Тимофеев И. В. Интенсивное пучково-плазменное взаимодействие как источник субмиллиметрового излучения // Вестник НГУ. Серия: Физика. 2016. Т. 11, № 4. С. 78–104. DOI: 10.54362/1818-7919-2016-11-4-78-104

10. Аржанников А. В., Синицкий С. Л., Старостенко Д. А., Логачев П. В., Бак П. А., Никифоров Д. А., Попов С. С., Калинин П. В., Самцов Д. А., Сандалов Е. С., Атлуханов М. Г., Григорьев А. Н., Воробьев С. О., Петров Д. В., Протас Р. В. Пучковоплазменный генератор ТГц-излучения на основе индукционного ускорителя (проект ЛИУ-ПЭТ) // Сибирский физический журнал. 2023. Т. 18, № 1. С. 28–42. DOI: 10.2541-9447-2023-18-1-28-42