МОДЕЛИРОВАНИЕ ДВИЖЕНИЯ И ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ

Автор: Наталья Владимировна Горохова

Организация: НИИ механики МГУ имени М.В. Ломоносова

Молнии, образующиеся в пепловой колонне – довольно частое явление, происходящее во время крупных эксплозивных извержений. Вулканические молнии образуются в  процессе электризации и пространственного разделения разноимённо заряженных частиц пепла при достижении некоторой критической разности потенциалов.  Предполагается, что электризация частиц происходит за счёт трения и столкновения частиц [1].

       В этой работе строится модель движения и взаимодействия заряженных частиц разного размера. Для моделирования движения частиц в потоке газа используется лагранжев подход. При движении на частицы действуют гидродинамические силы со стороны потока газа, электростатические силы со стороны других частиц и внешние силы (со стороны Земли). В результате столкновения частиц могут измениться их скорости и заряды. Проводится исследование влияния различных параметров на движение заряженных частиц: концентрации частиц в смеси, доли крупных частиц, начальных зарядов частиц.

       В результате исследования показано, что при достаточно высоких концентрациях необходимо учитывать столкновение частиц. Получено, что частицы могут приобрести существенный заряд (при нулевых начальных зарядах) только за счёт их столкновений.

Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ 16-05-00004 А

1. Горохова Н. В. Формирование вулканических молний в пепловой колонне // Всероссийская конференция молодых-ученых механиков, 5 - 15 сентября 2017 г., Сочи, "Буревестник" МГУ, Тезисы докладов. 2017.