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石河子大学学报(自然科学版)2024年第06期:低温大气压介质阻挡氦气/氮气放电温度特性的数值研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:闵杰;齐宏松;霍伟刚;

单位:驻马店幼儿师范高等专科学校科教融汇教学部;辽宁师范大学物理与电子技术学院;

摘要:当气体温度(环境温度)低于一定值时,水蒸气、氮气和氧气会随着气体温度降低逐渐液化,进而导致大气压氦气介质阻挡放电(Dielectric barrier discharges, DBD)出现独特物理特性。本文基于COMSOL多物理场耦合仿真软件建立平板介质阻挡放电二维轴对称流体模型,利用该模型仿真分析了气体温度对低温大气压氦气/氮气DBD的电特性、放电模式、放电产生和发展等的影响。模拟结果表明:(1)随着气体温度的降低,低温大气压氦气/氮气DBD由柱状汤森逐渐转化为柱状辉光放电;击穿电压和柱放电中电子密度都逐渐增加;柱放电向电极径向中心移动。(2)放电先在瞬时阳极附近发生后向瞬时阴极发展;在气体温度较低时,柱状放电个数较少,但放电可以发展到瞬时阴极;不同径向位置的柱状放电不是同时发生的。模拟结果加深了对大气压DBD知识的理解,增加了大气压DBD等离子体的调控参量。

关键词:大气压介质阻挡放电;气体温度;汤森放电;辉光放电

基金资助:辽宁省教育厅基本科研项目(JYTMS20231052)