Одним из главных принципов уникальной «системы Физтеха», заложенной в основу образования в МФТИ, является тщательный отбор одаренных и склонных к творческой работе представителей молодежи. Абитуриентами Физтеха становятся самые талантливые и высокообразованные выпускники школ всей России и десятков стран мира.

Студенческая жизнь в МФТИ насыщенна и разнообразна. Студенты активно совмещают учебную деятельность с занятиями спортом, участием в культурно-массовых мероприятиях, а также их организации. Администрация института всячески поддерживает инициативу и заботится о благополучии студентов. Так, ведется непрерывная работа по расширению студенческого городка и улучшению быта студентов.

Адрес e-mail:

Отзыв официального оппонента

Отзыв

официального оппонента на диссертацию О.В. Бутина

"Моделирование импульсгю-периодического разряда в виде высокоскоростной волны ионизации в гелии и хлоре", представленную на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.04.08. - физика плазмы

Изучение свойств газового разряда при коротких временах воздействия разрядного импульса, обеспечивающие заметную степень ионизации исследуемого газа, является весьма сложной научной и технической задачей. Одним из типов подобных разрядов является импульсно-периодический разряд в виде высокоскоростной волны ионизации (ВВИ). Интерес к таким разрядам связан с возможностью моделирования и воспроизведения процессов в линейной молнии, создания плазменных каналов со сложной геометрией, образования плазмы за весьма короткие времена, вплоть до наносекундного диапазона. Стабилизацию канала разряда в пространстве при проведении исследований в лабораторных условиях обеспечивают, осуществляя их в длинных трубках. Диссертационная работа Бутина О.В. посвящена исследованию именно такого типа разряда и представляет собой теоретическое изучение электродинамических и кинетических процессов и процессов энергопоглощения, протекающих при распространении ВВИ вдоль длинной разрядной трубки, окруженной заземленным экраном. Актуальность диссертационной работы обусловлена важностью темы диссертации для развития импульсных разрядных устройств наносекундного диапазона, мощных импульсных источников излучения, коммутаторов, газовых лазеров и не вызывает сомнений.

Работа состоит из введения, четырех глав, заключения и приложения. Объем основной части диссертации 140 страниц. В работу вошло 77 рисунков и б таблиц;

список литературы состоит из 263 названий. Общий объем работы составляет 217 страниц.

Во введении автор определяет объект исследования, обосновывает актуальность своей работы и приводит основные положения, вынесенные на защиту.

В первой главе сделан подробный обзор литературы по быстрым стадиям электрического пробоя в промежутках разной длины. Основное внимание при этом уделено высокоскоростным волнам ионизации. До недавнего времени исследования ВВИ проводились, в основном, с целью измерения ее скорости в некоторой области давлений при разных напряжениях. Однако благодаря развитию высоковольтной импульсной наносекундной техники, средств диагностики и методики проведения эксперимента, в последние годы был выполнен ряд работ по измерению излучения ВВИ и энерговклада в разрядный объем. Проведенный в заключительной части первой главы обзор существующих моделей распространения волн ионизации позволяет сделать вывод, что модели, будучи ориентированы на отдельные аспекты

распространения ВВИ, не позволяют комплексно описать данное явление, так как в них не учтены взаимосвязи даже между основными ее параметрами динамического порядка. Это обусловило необходимость разработки более полной модели, лишенной указанных недостатков.

Во второй главе описаны разработанные автором диссертации вычислительные модели и применяемые методики. В первом разделе формулируется перечень основных постулатов и предположений модели. Далее формируется полуторамерная модель ВВИ, позволяющая параметрически учесть: 1. динамику радиального профиля волны, 2. влияние конечного сопротивления подводящей кабельной линии, 3. эффект неполного распада плазмы между импульсами при достаточно большой частоте их повторения; найти скорость, ток, затухание волны; получить распределения потенциала, дрейфовой скорости и энергии электронов, концентрации всех компонентов плазмы; рассчитать поглощение энергии в разрядной трубке. Подробно описывается использованный в работе упрощенный способ учета неравновесности функции распределения электронов по энергиям. Обсуждается алгоритм расчетов и применимость конкретных численных методов. Наконец, в последнем разделе представлена двумерная модель, позволяющая более корректно рассчитать параметры ВВИ в радиальном направлении. Описание алгоритма численного решения уравнений представлена в Приложении.

В третьей главе проводится обсуждение результатов расчетов моделирующих процессы в плазме гелия. Проведено сравнение результатов, получаемых с помощью полуторамерной и двумерной моделей; показано, что по ряду ключевых параметров результаты практически совпадают, что оправдывает применение в ряде случаев полуторамерной модели в силу ее большей простоты и вычислительной устойчивости.

В ходе численного исследования выявлена область условий, при которых в разрядной трубке возникают устойчивые колебательные структуры напряженности электрического поля и тока; скорость волны и другие величины также ведут себя при этом немонотонным образом. Изучено существование в ВВИ приближенного критерия подобия по параметру PR,,; указаны факторы, влияющие на выполнимость этого критерия. Показано, что для корректного определения потенциала высоковольтного электрода при движении ВВИ необходим учет падения напряжения в подводящей кабельной линии. Так, пренебрежение этим эффектом может привести при водяном заполнении внутриэкранного пространства к ошибкам в определении скорости и тока волны до 2 раз. Наглядно проиллюстрирована неприменимость т.н. локальных моделей ВВИ при достаточно высоких напряжениях (выше нескольких кВ). Результаты численного моделирования сопоставлены с имеющимися экспериментальными данными.

Четвертая глава посвящена обсуждению результатов, полученных в ходе моделирования распространения ВВИ в хлоре, молекулярном газе с высокой элсктроотрицательностью. Приводится весьма полная схема учитываемых

кинетических процессов. Несмотря на высокую скорость прилипания свободных электронов к атомам и молекулам хлора, что затрудняет развитие в нем обычных типов разрядов, тем не менее, ВВИ эффективно в нем распространяться при достижении параметров динамического порядка критических значений. В работе подробно рассматривается один из механизмов создания перед фронтом ВВИ предыонизации, выступающей как один из основных параметров динамического порядка, доминирующий при периодическом протекании разряда. По мнению автора именно отлипание электронов от отрицательных ионов под действием выносимого из фронта излучения является доминирующим процессом. Рассчитанные в работе величины предыонизации (103-104 см-3) хорошо согласуются с оценками, которые могут быть найдены из экспериментальных данных, полученных при аналогичных условиях. Представлены рассчитанные распределения основных электрических и кинетических параметров волн ионизации при разных условиях разряда, включая различные полярности импульсов.

В заключении сформулированы основные выводы диссертации. Полученные результаты являются новыми, а выводы - обоснованными. Результаты диссертации опубликованы в открытой печати, обсуждались на конференциях и симпозиумах. Автореферат отражает основное содержание диссертации.

Диссертация хорошо структурирована и оформлена, материал изложен ясно.

Достоверность результатов работы обеспечивается обоснованностью построенных моделей, анализом получаемых результатов, а также совпадением контрольных результатов с имеющимися экспериментальными данными, теоретическими оценками и данными, полученными с помощью других моделей (в условиях их применимости).

Практическая значимость полученных результатов несомненна ввиду наличия острой необходимости верификации имеющихся и вновь разрабатываемых численных моделей быстрых стадий пробоя, установления взаимной корреляции между имеющимися разрозненными экспериментальными результатами, подбора конструктивных параметров проектируемых импульсных разрядников по заданному набору их желаемых свойств.

Работа в целом выполнена на высоком научном уровне, однако, при чтении диссертации возникает ряд вопросов и замечаний:

1. В работе анализируется зависимость основных характеристик ВВИ от параметра Е/Р, в то время как в теоретических работах для этой цели чаще используется параметр динамического порядка E/N.

2. Обсуждению двумерной модели отведено меньше места, чем полуторамерной, несмотря на ее большую сложность и новизну.

3. На рис. 3.13-3.17 не указаны моменты времени, в которые достигается максимальная напряженность электрического поля, и насколько это время изменяется с изменением давления. Это сильно снижает информативность рисунков.

4. Имеются в тексте грамматические ошибки.

5. Не проведен анализ возможного возникновения и самоусиления сингулярностей, обусловленных нелинейными процессами.

Сделанные замечания не затрагивают основные положения работы и не снижают ее ценности.

Считаю, что работа Бутина Олега Владимировича соответствует всем требованиям «Положения о порядке присуждения научным и научно-педагогическим работникам ученых степеней и присвоения научным работникам ученых званий» ВАК, предъявляемым к кандидатским диссертациям, а диссертант достоин присуждения ему степени кандидата физико-математических наук.

Официальный оппонент кандидат физико-математических нayк с.н.с. /

Ф.И.ВЫСИКАЙЛО

Подпись к.ф.-м.н. Высикайло заверяю

Ученый секретарь ТРИНИТИ,

к.ф.-м.н.

С.А.КАЗАКОВ

Примеры документов к защите в формате zip/word Вы можете скачать здесь (46Kb)

Перейти на уровень выше.

Если вы заметили в тексте ошибку, выделите её и нажмите Ctrl+Enter.

© 2001-2016 Московский физико-технический институт
(государственный университет)

Техподдержка сайта

МФТИ в социальных сетях

soc-vk soc-fb soc-tw soc-li soc-li
Яндекс.Метрика