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(duì)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(guò)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(dòng)電壓條件下,初始勻稱的DBD中將逐步構(gòu)成多個(gè)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(gè)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(guò)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(gè)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(wú)比實(shí)用而無(wú)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(shí)空上隨機(jī)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(jí)。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),絲狀尖端放電通常出現(xiàn)圓柱型微通道,每一個(gè)絲狀通道就是一個(gè)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(diǎn),并經(jīng)過(guò)鉆研微尖端放電的性質(zhì)來(lái)鉆研DBD的通體特點(diǎn)。DBD中,多個(gè)絲狀尖端放電之間彼此作用,還會(huì)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(jī)理及其彼此作用格式,變成近年來(lái)DBD試驗(yàn)與實(shí)踐鉆研的不足道問(wèn)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(wú)利于改善DBD產(chǎn)生的等離子體體特點(diǎn)。
人們?cè)?jīng)失掉了很多相反條件下DBD中絲狀尖端放電的圖像,美國(guó)的M.Klein等利用ICCD拍攝了一維DBD零碎的時(shí)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(bǔ),而無(wú)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(yàn)中,發(fā)現(xiàn)隨著電壓升高,零碎先后涌現(xiàn)尖端放電絲個(gè)數(shù)增多及單個(gè)尖端放電絲每半周期脈沖數(shù)增多,以此來(lái)增大DBD的總直流電。無(wú)理論上,一些鉆研者利用數(shù)值模仿對(duì)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(diǎn)的意識(shí).Haruaki鉆研了DBD準(zhǔn)分子燈中多條絲狀尖端放電的構(gòu)成,覺(jué)得絲狀尖端放電沿著介質(zhì)名義放散的邊緣是下一個(gè)脈沖中絲狀尖端放電的終點(diǎn);Brauer等經(jīng)過(guò)模仿覺(jué)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(jiǎn)化的二維雙流體模子對(duì)大氣壓下絲狀尖端放電的通體時(shí)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(guò)流體模子對(duì)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(chǎng)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(dòng)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(xiàng)。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(duì)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(guò)多少個(gè)脈沖后,將逐步產(chǎn)生多個(gè)尖端放電絲,而且所有的絲狀尖端放電簡(jiǎn)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(kāi)。無(wú)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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