23461.大氣壓氮氣納秒脈沖介質阻擋放電的數值模擬研究

1、碩士學位論文大氣壓氮氣納秒脈沖介質阻擋放電的數值模擬研究TheStudyofNumericalSimulationonNanosecondPulsedDielectricBarrierDischargeinNitrogenatAtmosphericPressure學21102109大連理工大學DalianUniversityofTechnology大連理工大學碩士學位論文摘要大氣壓納秒脈沖放電是近年來興起的一種新的大氣壓等離子體放電技術

2、，由于其獨特的優(yōu)勢和廣闊的應用前景而受到人們格外的關注。研究表明，和交流驅動相比，納秒脈沖放電產生的大氣壓等離子體擁有很多誘人的優(yōu)點，比如，其峰值電流密度、電子密度以及電子產生效率高；產生的活性粒子種類多、數量大、活性強；在對材料表面處理時能達到更好的處理效果和更高的處理效率；產生的等離子體均勻性好、面積大、電子溫度高、更加遠離平衡態(tài)。但是，到目前為止，大氣壓納秒脈沖放電的數值模擬研究工作主要在惰性氣體和其混合氣體中展開，對活性氮氣、氧

3、氣等分子氣體的納秒脈沖介質阻擋的放電研究比較匱乏，因此，對其詳細的報道也就較難見到。在實際工業(yè)生產應用中，分子氣體放電更具有顯著的優(yōu)勢，它們不僅成本低廉，而且能提供實際應用中所需用的數量龐大的等離子體化學種類。遺憾的是，人們針對分子氣體納秒脈沖放電的放電機理、放電模式、以及電參數(重復頻率、上升沿和下降沿、脈沖寬度等)對放電效果的影響，研究比較有限，而且非常零散。在本工作中，我們建立了一維自洽的流體力學模型，采用該模型對大氣壓氮氣納秒脈

4、沖介質阻擋放電(DBD)展開了較為完整的模擬計算研究。研究顯示：與正弦電壓激發(fā)的氮氣DBD不同，納秒脈沖驅動下的氮氣DBD在一定范圍的參數條件下，放電模式為典型的大氣壓輝光放電模式；納秒脈沖驅動的DBD在兩次放電過程中都可以形成一個很寬的等離子體區(qū)域；兩次放電的放電呈現非對稱性，第一次放電電流最大時刻電子、離子密度在陰極附近出現一個峰值，而第二次放電電流最大時刻的電子、離子密度在兩個電極附近均出現一個峰值：直接碰撞電離起關鍵性的作用，耐