This paper presents 2D simulations of nanosecond repetitively pulsed discharges in air at atmospheric pressure coupled with a model of the external electrical circuit used in experiments. Then, during the pulsed discharge, the voltage applied to the electrodes varies in time as a function of the time dependent value of the plasma channel conductivity. In this work, we have simulated several consecutive nanosecond pulsed discharges between two point electrodes in air initially at 1000 K at a frequency of 10 kHz. First, we have simulated three consecutive nanosecond spark discharges. We have shown that the air temperature increases significantly pulse after pulse in the discharge channel. As a consequence, for the three consecutive simulated nanosecond spark discharges, we have put forward a decrease in the discharge radius, pulse after pulse. Then, to further limit the discharge current, a ballast resistance R has been added into the electrical circuit and the results are presented for seven consecutive nanosecond discharges. For a value of R = 1000 Ω in the conditions studied in this work, we have shown that the first nanosecond discharges are in the glow regime, with a small gas heating per pulse. However, as the number of pulses increases due to the gas heating by each pulse, the discharge may transit to a multipulse nanosecond spark regime. For a higher value of R = 10 000 Ω, we have put forward that the gas heating by each nanosecond discharge becomes negligible and then the multipulse nanosecond discharge remains in this case in a stable 'quasi-periodic' multipulse glow regime.
この論文では、実験で使用される外部電気回路のモデルと結合した、大気圧空気中のナノ秒繰り返し放電の2Dシミュレーションを提示します。次に、パルス放電中、電極に印加される電圧は、プラズマチャネルの導電率の時間依存値の関数として時間的に変化します。この研究では、初期温度1000 K、周波数10 kHzの空気中の2つの点電極間で、複数の連続したナノ秒放電をシミュレーションしました。まず、3つの連続したナノ秒スパーク放電をシミュレーションしました。放電チャネル内で、パルスごとに空気温度が大幅に上昇することを示しました。その結果、3つの連続したナノ秒スパーク放電について、パルスごとに放電半径が減少することを提案しました。次に、放電電流をさらに制限するために、電気回路にバラスト抵抗Rを追加し、7つの連続したナノ秒放電の結果を示します。この研究で検討した条件でR = 1000 Ωの場合、最初のナノ秒放電はグロー領域にあり、パルスあたりのガス加熱が小さいことを示しました。しかし、各パルスによるガス加熱によりパルス数が増加すると、放電はマルチパルスナノ秒スパーク領域に遷移する可能性があります。より高い値のR = 10 000 Ωの場合、各ナノ秒放電によるガス加熱が無視できるようになり、その場合、マルチパルスナノ秒放電は安定した「準周期的」マルチパルスグロー領域に留まることを提案しました。