介質(zhì)阻擋穩(wěn)態(tài)絲狀尖端放電數(shù)值模仿
白文采納流體模子對純Ne介質(zhì)阻擋尖端放電(DBD)中的絲狀尖端放電景象繼續(xù)了鉆研.經(jīng)過模仿失掉了尖端放電內(nèi)中市直流電、帶電粒子等物理參數(shù)的工夫空間散布及絲狀尖端放電的構(gòu)成。后果表明,在pd值較低及方波驅(qū)動電壓條件下,初始勻稱的DBD中將逐步構(gòu)成多個穩(wěn)固的絲狀尖端放電通道,而且所有通道的絲狀尖端放電同聲繼續(xù),構(gòu)成單個尖端放電直流電脈沖。同聲模仿后果表明,在輝光尖端放電規(guī)模內(nèi),升高pd值,絲狀尖端放電的單位將縮小。
介質(zhì)阻擋尖端放電(DielectricBarrierDischarge,DBD)是將絕緣介質(zhì)拔出尖端放電空間的一種氣體尖端放電形式。經(jīng)過介質(zhì)阻擋尖端放電能夠在很大的氣壓規(guī)模內(nèi)(從真空到一個大氣壓或更高)產(chǎn)生瞬態(tài)非失調(diào)高溫等離子體體,同聲失掉自在基和準(zhǔn)分子等活性粒子。DBD作為一種無比實用而無效的高溫等離子體體產(chǎn)生形式,已寬泛利用于輕工業(yè)生產(chǎn)和迷信鉆研中,如臭氧的產(chǎn)生、資料名義解決、半超導(dǎo)體生產(chǎn)、條件掩護(hù)等。
通常DBD間隙內(nèi)的氣體尖端放電由許多在時空上隨機散布的絲狀尖端放電形成,該署絲狀尖端放電的延續(xù)工夫很短,正常為納秒量級。試驗發(fā)現(xiàn),絲狀尖端放電通常出現(xiàn)圓柱型微通道,每一個絲狀通道就是一個尖端放電擊穿內(nèi)中。因而一些鉆研者將絲狀尖端放電作為DBD的重要特點,并經(jīng)過鉆研微尖端放電的性質(zhì)來鉆研DBD的通體特點。DBD中,多個絲狀尖端放電之間彼此作用,還會構(gòu)成一些穩(wěn)固的構(gòu)造,即自組織圖像,因而鉆研DBD絲狀尖端放電的構(gòu)成機理及其彼此作用格式,變成近年來DBD試驗與實踐鉆研的不足道問題之一。而在資料名義解決、半超導(dǎo)體生年中,DBD的絲狀尖端放電莫須有到所產(chǎn)生的高溫等離子體體勻稱性和解決的效率。鉆研DBD中絲狀尖端放電的產(chǎn)生和掌握成分,也無利于改善DBD產(chǎn)生的等離子體體特點。
人們曾經(jīng)失掉了很多相反條件下DBD中絲狀尖端放電的圖像,美國的M.Klein等利用ICCD拍攝了一維DBD零碎的時域圖像,但DBD絲狀尖端放電的構(gòu)成起因及莫須有成分還使不得確定。Tatsuru等發(fā)當(dāng)初氧化鎂(MgO)地膜遮蓋介質(zhì)名義的DBD中,氬氣尖端放電絲數(shù)目隨著電壓的增多而添補,而無氧化鎂地膜遮蓋的DBD中,絲狀尖端放電產(chǎn)生繚繞。董麗芳等利用水電極DBD尖端放電,失掉了絲狀尖端放電形成的四邊形、六邊形等構(gòu)造,他們還在低壓氬氣DBD試驗中,發(fā)現(xiàn)隨著電壓升高,零碎先后涌現(xiàn)尖端放電絲個數(shù)增多及單個尖端放電絲每半周期脈沖數(shù)增多,以此來增大DBD的總直流電。無理論上,一些鉆研者利用數(shù)值模仿對絲狀尖端放電繼續(xù)了很多鉆研,加深了人們關(guān)于絲狀尖端放電特點的意識.Haruaki鉆研了DBD準(zhǔn)分子燈中多條絲狀尖端放電的構(gòu)成,覺得絲狀尖端放電沿著介質(zhì)名義放散的邊緣是下一個脈沖中絲狀尖端放電的終點;Brauer等經(jīng)過模仿覺得,當(dāng)附加電壓勝于擊穿電壓,管保構(gòu)成周期性的絲狀尖端放電;張遠(yuǎn)濤等采納簡化的二維雙流體模子對大氣壓下絲狀尖端放電的通體時空演變繼續(xù)了鉆研。然而之上的鉆研有的是在不勻稱的初始條件下給出的,有的鉆研后果是在高氣壓下pd值較大狀況下的非穩(wěn)態(tài)絲狀尖端放電。
白文重要經(jīng)過流體模子對介質(zhì)阻擋尖端放電內(nèi)中繼續(xù)數(shù)值模仿,綜合了pd值較小條件下DBD的穩(wěn)態(tài)絲狀尖端放電內(nèi)中。1、DBD絲狀尖端放電模仿模子1.1、物理模子
模似所采納的模子為局域磁場相近模子(LFA),囊括電子和離子的陸續(xù)性方程,泊松方程及相應(yīng)的邊界條件。這一相近模子適宜于形容輝光尖端放電條件下的弱水解等離子體體。在LFA模子中,離子和電子的陸續(xù)性方程和動量轉(zhuǎn)移方程為:
其中np和ne別離為離子p和電子的密度,Γp和Γe為離子和電子的通量密度,Sp(r,t)和Si(r,t)別離為離子、電子的源項。μp、Dp、μe、De為離子及電子的遷徙率和放散系數(shù)。
3、論斷
白文采納流體模子對介質(zhì)阻擋尖端放電內(nèi)中繼續(xù)了模仿,鉆研了氣壓為多少十～13×103Pa、pd值較小條件下DBD的絲狀尖端放電。后果表明,在低pd值條件下,初始勻稱的尖端放電通過多少個脈沖后,將逐步產(chǎn)生多個尖端放電絲,而且所有的絲狀尖端放電簡直同聲繼續(xù),構(gòu)成繁多尖端放電直流電脈沖。因而,若pd值較低,采納方波脈沖電壓,能夠在輝光條件下失掉穩(wěn)固的絲狀尖端放電。而那末升高氣壓,尖端放電絲在演變內(nèi)中中可能涌現(xiàn)分開。無關(guān)DBD絲狀尖端放電的內(nèi)因及莫須有成分,將在后繼作業(yè)中進(jìn)一步探討。
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