基于輝光放電的等離子體風速計關鍵技術研究.pdf

1、作為一個今后可能在流場測量技術發(fā)展中發(fā)揮巨大作用的利器，基于空氣放電的等離子體流場測量系統(tǒng)的工作研究亟待開展。相比其它空氣放電的區(qū)域，輝光放電的伏安特性更適合流場測量的要求。本文利用軟件COMSOL Multiphysics實現(xiàn)氬氣輝光放電，然后耦合氣體流場，觀察放電模型對氣體流場速度變化的響應。等離子體涉及到多種物理現(xiàn)象，模型復雜且具有高度非線性，很難實現(xiàn)結果完美的復現(xiàn)。但是如果能考慮到各種主要參數(shù)及其變化規(guī)律，通過仿真得到氣體流場速

2、度與電信號之間的關系，對將來的實驗有一定的指導意義。
　　本研究利用軟件COMSOL Multiphysics分別對直流輝光放電等離子體和射頻輝光放電等離子體進行仿真。本文選擇等離子體數(shù)值模擬方法中的流體模型，在軟件COMSOL Multiphysics中進行網格劃分和數(shù)值求解。觀察模擬結果，尤其是電子密度、電子溫度，以及電流、電勢和電場強度等特征參數(shù)，與實際結果相比對，驗證模型的穩(wěn)定性和正確性。將直流輝光放電和射頻輝光放電進行對

3、比，選擇更適合流場測量的放電方式。放電裝置的幾何結構和系統(tǒng)的初始參數(shù)都會影響放電的效果。對比了不同電極間距和驅動電源頻率下，電子密度分布的差異，為放電裝置參數(shù)和放電參數(shù)的選擇提供基礎。在已經建立的射頻輝光放電等離子體模型基礎上，探索氣體流場與放電等離子體相互作用的機理。流場的流動狀態(tài)可以分為層流和湍流，湍流的情況比較復雜，假設氣體流場狀態(tài)為層流。將氣體流場模型與射頻輝光放電等離子模型體耦合起來，通過給定氣體流場不同的速度，獲得多組不同速