低温大气压介质阻挡氦气/氮气放电温度特性的数值研究

摘要

当气体温度(环境温度)低于一定值时，水蒸气、氮气和氧气会随着气体温度降低逐渐液化，进而导致大气压氦气介质阻挡放电(Dielectric barrier discharges, DBD)出现独特物理特性。本文基于COMSOL多物理场耦合仿真软件建立平板介质阻挡放电二维轴对称流体模型，利用该模型仿真分析了气体温度对低温大气压氦气/氮气DBD的电特性、放电模式、放电产生和发展等的影响。模拟结果表明：(1)随着气体温度的降低，低温大气压氦气/氮气DBD由柱状汤森逐渐转化为柱状辉光放电；击穿电压和柱放电中电子密度都逐渐增加；柱放电向电极径向中心移动。(2)放电先在瞬时阳极附近发生后向瞬时阴极发展；在气体温度较低时，柱状放电个数较少，但放电可以发展到瞬时阴极；不同径向位置的柱状放电不是同时发生的。模拟结果加深了对大气压DBD知识的理解，增加了大气压DBD等离子体的调控参量。

关键词

大气压介质阻挡放电 / 气体温度 / 汤森放电 / 辉光放电