不同流速下大气压氦气等离子体射流二维数值模拟研究

发布时间：2020-12-18 07:45

　　近年来,大气压低温等离子体射流由于其独特的优势而成为等离子体领域的一个研究热点。等离子体射流源通常以惰性气体为工作气体,在高电压的驱动下首先在腔室内产生等离子体,然后在电场和气流等因素的作用下喷射到空气中。与其他等离子体源相比,大气压等离子体射流的关键特征是它不受放电间隙尺寸的限制,可以在开放空间传播,而且高压放电区域和材料处理区域分离,不仅降低了被处理靶材对放电行为的影响,同时也提高了应用安全性。这些特点使得大气压等离子体射流在材料处理、环境工程、生物医学等领域具有极大的应用前景。目前,虽然国内外学者对大气压等离子体射流的产生及传播特性已经进行了大量的研究,但是仍有许多方面有待于进一步探究。气体流速决定工作气体的传播模式及在空气中分布状态,因而直接影响等离子体射流传播特性及射流的稳定性,本文基于二维等离子体流体模型和中性气体流体动力学模型,对环电极结构、脉冲驱动的大气压氦气等离子体射流进行了模拟,详细研究了层流状态和湍流状态的等离子体射流传播特性及等离子体射流的稳定性问题,具体内容如下:在论文的第三章,基于二维轴对称流体模型和中性气体流体动力学模型,对层流状态下,大气压氦气等离子体射... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 关于气体放电
    1.2 大气压低温等离子体射流的分类
    1.3 大气压低温等离子体射流的研究意义和国内外研究现状
        1.3.1 大气压低温等离子体射流的研究意义
        1.3.2 大气压低温等离子体射流国内外研究现状
    1.4 大气压低温等离子体射流的应用
2 大气压氦气等离子体射流数值模型
    2.1 等离子体流体模型
        2.1.1 粒子的连续性方程
        2.1.2 泊松方程
        2.1.3 电子的能量守恒方程
        2.1.4 边界条件
    2.2 中性气体流体动力学模型
        2.2.1 质量守恒方程
        2.2.2 多组分质量输运方程
        2.2.3 动量守恒方程
        2.2.4 边界条件
    2.3 多物理场模块耦合和求解流程
3 层流状态下气流速度对氦气等离子体射流的传播特性的影响
    3.1 引言
    3.2 物理模型
        3.2.1 中性气体流体动力学模型
        3.2.2 等离子体流体模型
    3.3 计算结果与分析
        3.3.1 层流状态下氦气的传播特性
        3.3.2 层流状态下等离子体射流的传播特性
    3.4 本章小结
4 湍流状态下气流速度对氦气等离子体射流的传播特性的影响
    4.1 引言
    4.2 物理模型
        4.2.1 中性气体流体动力学模型
        4.2.2 等离子体流体模型
    4.3 计算结果与分析
        4.3.1 湍流状态下氦气的传播特性
        4.3.2 湍流状态下等离子体射流的传播特性
    4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：2923640