Numerická simulace interakce mezi elektrickými výboji

Abstract

Tato práce se zabývá 2D numerickými simulacemi elektrického výboje zvaného streamer, zejména interakcemi mezi těmito výboji. Streamer je zde reprezentován minimálním a obecnějším tříčásticovým modelem, ty jsou oba tvořeny soustavou rovnic pro nabité částice, která je doplněna Poissonovou rovnicí pro potenciál elektrického pole, rovnicí pro intenzitu elektrického pole a Helmholtzovou rovnicí pro fotoionizaci. Parciální diferenciální rovnice jsou řešeny metodou konečných objemů, diskretizace je provedena upwind, případně diamond schématem. Do modelů jsou implementovány změny za účelem zlepšení výpočetních schopností a následně jsou provedeny simulace na rozdílných výpočetních oblastech při odlišných počátečních a okrajových podmínkách.

The thesis deals with 2D numerical simulations of an electric discharge called a streamer, mainly interactions among these discharges. The streamer is represented here by a minimal and more general three-particle model, both consisting of a system of equations for charged particles coupled with Poisson's equation for electric field potential, equation for electric field intensity and the Helmholtz equation for photoionization. Partial differential equations are solved by the finite volume method, discretization is done by upwind or diamond scheme. Changes are implemented in the models in order to improve computational abilities and simulations are performed on different computational areas under different initial and boundary conditions.