学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于针—板DBD的微尺度放电模式探讨

作　者: 俞哲
导　师: 张芝涛
学　校: 大连海事大学
专　业: 等离子体物理
关键词: 介质阻挡放电微放电微辉光放电 CCD快速照相数值模型
分类号: O461
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 34次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

内容摘要

介质阻挡放电(Dielectric barrier discharge, DBD),是一种利用典型的非平衡态交流气体放电,它是在大气压下产生非平衡等离子体的一种有效手段,已成为等离子体学科的研究热点之一。然而,介质阻挡放电体系具有高度的复杂性,常常表现出非常复杂的放电现象,简单的尺度放大会严重影响放电性能。本文结合国家自然科学基金项目(编号：50877005),对微尺度下针-板电极介质阻挡放电进行了研究。微放电模式是工业应用中DBD的主要放电模式,微流注又是DBD中的主要放电单元。本文建立针-板DBD装置获得的独立微流注,在微尺度下首先利用CCD快速照相的方法对微放电的放电形貌进行了采集,实验验证了微流注演化的全过程,发现由于沉积电荷的作用会使得在放电发展的过程中放电通道发生弯曲,并设定了描述微流注放电空间形貌的三个参量,发现激励电压和介质层厚度对三个参量的影响较大,而放电间隙对其影响较小。实验中发现,在针-板DBD装置中,当激励电压达到一定值时,放电空间不是只存在微流注放电一种放电形式,而是还存在一种类似于低气压辉光放电的放电形式——微辉光放电,这种放电模式在激励电压较高时与微放电在不同的放电半周期内交替出现。通过放电形貌发现,微辉光放电的放电形貌与低气压下辉光放电非常相似；通过电流波形发现,微辉光放电具有一个较宽的电流脉冲(25us),并且每个周期只存在一次放电,Lissajous图形也表现出了几次电荷的跃变,说明了这是一种与微流注放电完全不同的放电形式。另外,本文在扩散-漂移流体模型的基础上,建立了微放电的数值模型,此数值模型考虑了电子、正离子和负离子三种粒子,而且考虑到粒子的扩散、漂移、合成和分解等过程,确定了连续性方程和泊松方程的边界条件和初始条件,明确了方程中各个系数的值,为以后的工作打下基础。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第1章绪论  10-17
  1.1 等离子体概述  10-11
  1.2 DBD等离子体及发展史  11-12
  1.3 DBD等离子体的应用  12-15
  1.4 DBD工业应用中的不足  15-16
  1.5 本文主要研究内容  16-17
第2章 DBD微流注产生基本原理  17-31
  2.1 DBD的基本结构组成  17-18
  2.2 DBD的主要放电模式  18-20
    2.2.1 丝状放电模式  18-19
    2.2.2 均匀放电模式  19-20
    2.2.3 斑图放电模式  20
  2.3 DBD中微放电击穿理论  20-24
    2.3.1 汤生击穿理论  20-22
    2.3.2 流注击穿理论  22-24
  2.4 DBD中的基本过程  24-29
    2.4.1 能量传递过程  25-26
    2.4.2 辐射过程  26-27
    2.4.3 物理化学过程  27-29
  2.5 DBD中微流注的相互作用  29-31
第3章独立微流注的演化与空间形貌  31-39
  3.1 引言  31
  3.2 实验装置  31-32
  3.3 独立微流注击穿过程  32-33
  3.4 外部参量对放电形貌的影响  33-35
    3.4.1 激励电压的影响  33-34
    3.4.2 放电间隙的影响  34
    3.4.3 介质层厚度的影响  34-35
  3.5 微流注的空间形貌与空间尺度  35-37
  3.6 小结  37-39
第4章针-板DBD中的微辉光放电模式  39-50
  4.1 引言  39
  4.2 微辉光放电的放电形貌  39-42
    4.2.1 激励电压的影响  40-41
    4.2.2 放电间隙的影响  41
    4.2.3 介质层厚度的影响  41-42
  4.3 微辉光放电模式的放电特性  42-45
    4.3.1 放电电流波形  42-45
    4.3.2 传导电荷的Lissajous图形  45
  4.4 微辉光放电产生机理  45-48
  4.5 小结  48-50
第5章微放电数值模型的初步建立  50-58
  5.1 引言  50
  5.2 等离子体数值模拟常用物理模型  50-51
  5.3 等离子体的流体模型  51-55
    5.3.1 连续性方程  51-54
    5.3.2 泊松方程  54
    5.3.3 放电电流与介质表面电荷  54-55
  5.4 边界条件与初始条件  55-57
    5.4.1 求解域设定  55
    5.4.2 边界条件  55-56
    5.4.3 初始条件  56-57
  5.5 流体模型的前提条件  57
  5.6 小结  57-58
第6章结论与展望  58-60
参考文献  60-64
攻读学位期间公开发表论文  64-65
致谢  65-66

基于针—板DBD的微尺度放电模式探讨

内容摘要

全文目录

相似论文