基于輝光放電的等離子體風(fēng)速計(jì)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、作為一個(gè)今后可能在流場(chǎng)測(cè)量技術(shù)發(fā)展中發(fā)揮巨大作用的利器，基于空氣放電的等離子體流場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)的工作研究亟待開(kāi)展。相比其它空氣放電的區(qū)域，輝光放電的伏安特性更適合流場(chǎng)測(cè)量的要求。本文利用軟件COMSOL Multiphysics實(shí)現(xiàn)氬氣輝光放電，然后耦合氣體流場(chǎng)，觀察放電模型對(duì)氣體流場(chǎng)速度變化的響應(yīng)。等離子體涉及到多種物理現(xiàn)象，模型復(fù)雜且具有高度非線性，很難實(shí)現(xiàn)結(jié)果完美的復(fù)現(xiàn)。但是如果能考慮到各種主要參數(shù)及其變化規(guī)律，通過(guò)仿真得到氣體流場(chǎng)速

2、度與電信號(hào)之間的關(guān)系，對(duì)將來(lái)的實(shí)驗(yàn)有一定的指導(dǎo)意義。
　　本研究利用軟件COMSOL Multiphysics分別對(duì)直流輝光放電等離子體和射頻輝光放電等離子體進(jìn)行仿真。本文選擇等離子體數(shù)值模擬方法中的流體模型，在軟件COMSOL Multiphysics中進(jìn)行網(wǎng)格劃分和數(shù)值求解。觀察模擬結(jié)果，尤其是電子密度、電子溫度，以及電流、電勢(shì)和電場(chǎng)強(qiáng)度等特征參數(shù)，與實(shí)際結(jié)果相比對(duì)，驗(yàn)證模型的穩(wěn)定性和正確性。將直流輝光放電和射頻輝光放電進(jìn)行對(duì)

3、比，選擇更適合流場(chǎng)測(cè)量的放電方式。放電裝置的幾何結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)的初始參數(shù)都會(huì)影響放電的效果。對(duì)比了不同電極間距和驅(qū)動(dòng)電源頻率下，電子密度分布的差異，為放電裝置參數(shù)和放電參數(shù)的選擇提供基礎(chǔ)。在已經(jīng)建立的射頻輝光放電等離子體模型基礎(chǔ)上，探索氣體流場(chǎng)與放電等離子體相互作用的機(jī)理。流場(chǎng)的流動(dòng)狀態(tài)可以分為層流和湍流，湍流的情況比較復(fù)雜，假設(shè)氣體流場(chǎng)狀態(tài)為層流。將氣體流場(chǎng)模型與射頻輝光放電等離子模型體耦合起來(lái)，通過(guò)給定氣體流場(chǎng)不同的速度，獲得多組不同速