大气压氩气介质阻挡放电等离子体特性变化的一维仿真

摘要：

针对平行平板型大气压氩气介质阻挡放电(DBD),考虑等离子体中电子能量的贡献,建立了一维多粒子流体模型.通过对模型的求解,详细分析了频率为10kHz、幅值为1.5kV正弦电压驱动放电的变化过程,包括放电等离子体中各特性参数,如电子数密度、亚稳态氩原子数密度、放电间隙电位和电子温度等的时空变化过程.结果发现:放电模式从Townsend放电转变为稳定的辉光放电,在辉光放电阶段,放电间隙存在明显的阴极位降区、阴极辉区、Faraday暗区和正柱区等特征区域,且电子能量在不同的放电阶段有着不同的能量损失渠道.与此同时,探讨了固定驱动频率为10kHz,不同电压幅值的情况下,放电等离子体的粒子特性参数及放电模式.结果表明:电压从1.5 kV提高到3.5 kV时,最高电子温度、电子数密度、正离子数密度和亚稳态氩原子数密度均有所提高;简单分析了2.5 kV电压,不同频率下的电流波形和各种粒子在电流脉冲峰值处的空间分布,发现50 kHz和100 kHz的情况下,放电间隙阳极出现了阳极辉区;第一个电流脉冲峰值时刻,放电正柱区覆盖了Faraday暗区,而第二个宽电流脉冲时刻,法拉第暗区又重新出现.

关键词：大气压介质阻挡放电、氩气、低温等离子体、电子温度、辉光放电

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分类号：O53;TN8

资助基金：国家杰出青年科学基金51125029;国家自然科学基金51307133;中央高校基本科研业务费专项资金xjj2012132,xkjc2013004.Project supported by China National Funds for Distinguished Young Scientists51125029;National Natural Science Foundation of China51307133;Fundamental Research Funds for the Central Universitiesxjj2012132,xkjc2013004

在线出版日期：2015-07-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：2084-2092