Моделирование процессов самоорганизации и анализ кинетических и газодинамических параметров микроволновых разрядов

В представленном проекте заявлена следующая цель: Создание самосогласованных физико-математических моделей микроволновых разрядов в широком диапазоне внешних параметров и проведение численных экспериментов на основе этих моделей по исследованию самоорганизации газоразрядной плазмы, определению всех ее основных характеристик и анализу кинетических и газодинамических процессов в реальных разрабатываемых приборах и устройствах (для аэродинамики, плазмохимии и аналитической химии), а именно: 1) генератор сфокусированного микроволнового разряда для подвода энергии в сверзвуковые потоки газа, разработанный в Санкт-Петербургском государственном университете (СПбГУ) 2) микроплазменный аналитический детектор 3) СВЧ-плазмотрон с высокой концентрацией заряженных,возбужденных и других активных частиц.Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: 1) Сформулировать гибридную физико-математическую модель микроволнового разряда, провести соответствующие численные эксперименты и проанализировать возникновение эффектов нелокальности и их влияние на параметры и структуру разряда. 2) Сформулировать расширенную гидродинамическую модель микроволнового разряда, позволяющую описать микроволновые разряды при средних и высоких давлениях (включая диффузную и стримерную формы) в инертных (аргон) и молекулярных (азот и воздух) газах. Провести соответствующие численные эксперименты и сопоставить их с литературными экспериментальными данными. На основе полученных численных результатов определить границы существования диффузной и стримерной форм микроволновых разрядов. 3) Провести численные эксперименты a) по исследованию энерговклада микроволнового разряда по условиям физических экспериментов, проведенных на математико-механическом факультете СПбГУ в сверхзвуковые потоки газа, b) по прогнозированию параметров микроволновых плазмотронов для плазмохимических приложений и микроплазменных детекторов для аналитической химии.