J 2018

Electric field determination in air plasmas from intensity ratio of nitrogen spectral bands: I. Sensitivity analysis and uncertainty quantification of dominant processes

OBRUSNÍK, Adam; Petr BÍLEK; Tomáš HODER; Milan ŠIMEK; Zdeněk BONAVENTURA et al.

Základní údaje

Originální název

Electric field determination in air plasmas from intensity ratio of nitrogen spectral bands: I. Sensitivity analysis and uncertainty quantification of dominant processes

Vydání

PLASMA SOURCES SCIENCE & TECHNOLOGY, BRISTOL, IOP PUBLISHING LTD, 2018, 0963-0252

Další údaje

Jazyk

angličtina

Typ výsledku

Článek v odborném periodiku

Obor

10305 Fluids and plasma physics

Stát vydavatele

Velká Británie a Severní Irsko

Utajení

není předmětem státního či obchodního tajemství

Impakt faktor

Impact factor: 4.128

Označené pro přenos do RIV

Ano

Kód RIV

RIV/00216224:14310/18:00101147

Organizační jednotka

Přírodovědecká fakulta

EID Scopus

Klíčová slova anglicky

electric field; air kinetics; sensitivity analysis; uncertainty quantification; optical emission spectroscopy; cross-sections; nitrogen spectral bands

Příznaky

Mezinárodní význam, Recenzováno
Změněno: 13. 9. 2018 15:04, Mgr. Petr Bílek, Ph.D.

Anotace

V originále

The ratio of the spectral band intensities of the first negative and second positive spectral systems of molecular nitrogen is a well recognized method for indirect determination of the electric field. It is applied for various plasmas, e.g. barrier and corona discharges for industrial applications or geophysical plasmas occurring in the Earth's atmosphere. The method relies on the dependence of the intensity ratio R(E/N) of selected bands on the reduced electric field strength. Both experimental and theoretical approaches have been used to determine this dependence, yet there still is a rather large spread in the data available in literature. The primary aim of this work is to quantify the overall uncertainty of the theoretical R(E/N) dependence and identify the main sources of this uncertainty. As the first step we perform sensitivity analysis on a full N-2/O-2 plasma kinetics model to find a minimal set of processes that are influential for the R(E/N) dependence. It is found to be in agreement with simplified kinetic models generally used. Subsequently, we utilize Monte Carlo-based uncertainty quantification to provide a confidence band for the electric field obtained from the theoretical R(E/N) dependence. Finally, subsequent steps are proposed to significantly reduce the uncertainty of the method.

Návaznosti

GA15-04023S, projekt VaV
Název: Pokročilý výzkum kinetických procesů ve streamerových výbojích
Investor: Grantová agentura ČR, Pokročilý výzkum kinetických procesů ve streamerových výbojích