Modélisation et simulation numérique de la génération de plasma ...

7. Comportement du modèleN −(cm −3 )10 13 x (cm)10 1110 910 7t = 0 µst = 0.02 µst = 0.04 µst = 0.66 µst = 1.74 µsE (kV/cm)100806040t = 0 µst = 0.02 µst = 0.04 µst = 0.66 µst = 1.74 µs10 52010 30 0.05 0.1 0.15 0.200 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5x (cm)Figure 7.23 – Décharge positive - Évolutionde la densité en ions négatifs lors d’un pulsede courantFigure 7.24 – Décharge positive - Évolutiondu champ électrique lors d’un pulse de courantvers l’anode pour participer à l’avalanche électronique. Ainsi, les pulses de la géométrie Fil -Cylindre positive sont rendus possibles numériquement par le phénomène de photoionisation.Ce mécanisme est concentré près de l’anode et s’étend sur seulement quelques mm, d’après ladistribution des électrons lors d’un pulse représentée Figure 7.21. Ceci peut se rapprocher desobservations visuelles de la décharge juste autour de l’anode sur la configuration Fil - Fil, quifont état d’une émission de lumière autour de l’anode, Figure 3.3. Des expériences menées surla configuration Fil - Cylindre permettraient de valider les scénari proposés dans ce travail dethèse, aucune source de la littérature examinée ne reprenant de façon suffisamment proche lesconditions des calculs présents. De telles mesures permettraient de déterminer si les régimes pulséssont bel et bien représentatifs des décharges couronnes Fil - Cylindre utilisées dans l’air à lapression atmosphérique.D’un point de vue numérique, le pas de temps suit la condition de stabilité sur la convectionet la condition sur une cinétique chimique bien décrite, Figure 7.20. Les pas de temps de lasimulation sont ainsi compris entre 1.10 −11 et 2.10 −10 s.Du point de vue de l’aérodynamicien, l’évolution de la force électrique lors d’un pulse decourant est tracée Figure 7.25. Par convention, nous prenons positive une force dirigée de l’électrodestressée, ici l’anode vers la contre électrode. Le terme de force due aux pulses précédentsest observable sur toutes les courbes ; il s’agit des plateaux successifs situés à partir de x = 0,2cm. Lorsqu’un pulse démarre, les pulses précédents continuent d’agir sur l’écoulement par l’intermédiaired’une force de plusieurs milliers de N/m 3 répartie sur la quasi totalité du domaine.Ceci indique une action quasiment continue sur l’aérodynamique. Les niveaux de force y varientde 1 à 10 kN/m 3 .La région voisine de l’anode, située à moins de 0,2 cm de l’électrode, est le siège d’une force94