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约化场强对氮-氧混合气放电等离子体演化特性的影响

杜宏亮 何立明 兰宇丹 王峰

约化场强对氮-氧混合气放电等离子体演化特性的影响

杜宏亮, 何立明, 兰宇丹, 王峰
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  • 采用零维等离子体动力学模型,计算了不同约化场强条件下N2/O2放电等离子体的演化特性.结果表明,平均电子能量与约化场强有着近似的线性关系,在约化场强为100 Td时,平均电子能量约为2.6 eV、最大电子能量达35 eV;约化场强是影响电子能量函数分布的主要因素.气体放电过程结束后,振动激发态氮分子的粒子数浓度不再变化,电子激发态的氮分子、原子和氧原子的粒子数浓度达到一峰值后开始降低;放电结束后的氧原子通过复合反应生成臭氧.约化场强升高,由于低能电子减少的影响,振动激发态氮分子的粒子数浓度降低,当约化场强由50 Td增加75 Td,100 Td时,粒子数浓度由3.831011 cm-3降至1.981011 cm-3和1.771011 cm-3,其他粒子浓度则相应增大.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:50776100)资助的课题.
    [1]

    Lan Y D, He L M, Ding W, Wang F 2010 Acta Phys. Sin. 59 2617(in Chinese)[兰宇丹、何立明、丁 伟、王 峰 2010 物理学报 59 2617]

    [2]

    Yu Y, Chen X M, Cao Z R, Wu W D 2010 Acta Phys. Sin. 59 3892(in Chinese)[吕 瑛、陈熙萌、曹柱荣、吴卫东 2010 物理学报 59 3892]

    [3]

    Ding W, He L M, Song Z X 2010 High Volt. Engin. 36 745(in Chinese) [丁 伟、何立明、宋振兴 2010 高电压技术 36 745]

    [4]

    Niessen W, Wolf O, Schruft R 1998 J. Phys. D: Appl. Phys. 31 542

    [5]

    Mintusov E, Serdyuchenko A, Choi I, Lempert W R, Adamovich I V 2008 46th Aerospace Sciences Meeting and Exhibit, 7-10 January 2008, Reno, NV. AIAA 2008-1106

    [6]

    Mruthunjaya U 2008 Doctor Dissertation, Ohio State University USA

    [7]

    Shibkov V M, Konstantinovskij R S 2005 43rd AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit, 10-13 January 2005, Reno, Nevada. AIAA 2005-987

    [8]

    Flitti A, Pancheshnyi S 2009 The Euro. Phys. J. Appl. Phys. 45 21001

    [9]

    Bozhenkov S A, Starikovskaia S M, Starikovskii A Y 2003 Combust. and Flame 133 133

    [10]

    Pancheshnyi S, Eismann B, Hagelaar G J M, Pitchford L C 2008 University of Toulouse, LAPLACE CNRS-UPS-INP, Toulouse, France

    [11]

    Ding W 2010 Ph. D. Dissertation (Xi’an: Air Force Engineering University) (in Chinese)[丁 伟 2010 博士学位论文 (西安:空军工程大学)]

  • [1]

    Lan Y D, He L M, Ding W, Wang F 2010 Acta Phys. Sin. 59 2617(in Chinese)[兰宇丹、何立明、丁 伟、王 峰 2010 物理学报 59 2617]

    [2]

    Yu Y, Chen X M, Cao Z R, Wu W D 2010 Acta Phys. Sin. 59 3892(in Chinese)[吕 瑛、陈熙萌、曹柱荣、吴卫东 2010 物理学报 59 3892]

    [3]

    Ding W, He L M, Song Z X 2010 High Volt. Engin. 36 745(in Chinese) [丁 伟、何立明、宋振兴 2010 高电压技术 36 745]

    [4]

    Niessen W, Wolf O, Schruft R 1998 J. Phys. D: Appl. Phys. 31 542

    [5]

    Mintusov E, Serdyuchenko A, Choi I, Lempert W R, Adamovich I V 2008 46th Aerospace Sciences Meeting and Exhibit, 7-10 January 2008, Reno, NV. AIAA 2008-1106

    [6]

    Mruthunjaya U 2008 Doctor Dissertation, Ohio State University USA

    [7]

    Shibkov V M, Konstantinovskij R S 2005 43rd AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit, 10-13 January 2005, Reno, Nevada. AIAA 2005-987

    [8]

    Flitti A, Pancheshnyi S 2009 The Euro. Phys. J. Appl. Phys. 45 21001

    [9]

    Bozhenkov S A, Starikovskaia S M, Starikovskii A Y 2003 Combust. and Flame 133 133

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    Pancheshnyi S, Eismann B, Hagelaar G J M, Pitchford L C 2008 University of Toulouse, LAPLACE CNRS-UPS-INP, Toulouse, France

    [11]

    Ding W 2010 Ph. D. Dissertation (Xi’an: Air Force Engineering University) (in Chinese)[丁 伟 2010 博士学位论文 (西安:空军工程大学)]

  • [1] 欧阳建明, 邵福球, 邹德滨. 大气等离子体中负氧离子产生和演化过程数值模拟. 物理学报, 2011, 60(11): 110209. doi: 10.7498/aps.60.110209
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    [3] 成玉国, 程谋森, 王墨戈, 李小康. 磁场对螺旋波等离子体波和能量吸收影响的数值研究. 物理学报, 2014, 63(3): 035203. doi: 10.7498/aps.63.035203
    [4] 欧阳建明, 邵福球, 林明东. 含氧等离子体中臭氧形成过程数值模拟. 物理学报, 2008, 57(5): 3293-3297. doi: 10.7498/aps.57.3293
    [5] 庞学霞, 邓泽超, 贾鹏英, 梁伟华. 大气等离子体中氮氧化物粒子行为的数值模拟. 物理学报, 2011, 60(12): 125201. doi: 10.7498/aps.60.125201
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    [7] 庞学霞, 邓泽超, 董丽芳. 不同电离度下大气等离子体粒子行为的数值模拟. 物理学报, 2008, 57(8): 5081-5088. doi: 10.7498/aps.57.5081
    [8] 丁明松, 江涛, 董维中, 高铁锁, 刘庆宗, 傅杨奥骁. 热化学模型对高超声速磁流体控制数值模拟影响分析. 物理学报, 2019, 68(17): 174702. doi: 10.7498/aps.68.20190378
    [9] 王艳辉, 王德真. 介质阻挡均匀大气压辉光放电数值模拟研究. 物理学报, 2003, 52(7): 1694-1700. doi: 10.7498/aps.52.1694
    [10] 张 霆, 丁伯江. 原子过程对极向CXRS测量影响的数值模拟. 物理学报, 2006, 55(3): 1534-1538. doi: 10.7498/aps.55.1534
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出版历程
  • 收稿日期:  2010-11-02
  • 修回日期:  2011-02-22
  • 刊出日期:  2011-11-15

约化场强对氮-氧混合气放电等离子体演化特性的影响

  • 1. 空军工程大学工程学院飞行器与动力工程系,西安 710038
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:50776100)资助的课题.

摘要: 采用零维等离子体动力学模型,计算了不同约化场强条件下N2/O2放电等离子体的演化特性.结果表明,平均电子能量与约化场强有着近似的线性关系,在约化场强为100 Td时,平均电子能量约为2.6 eV、最大电子能量达35 eV;约化场强是影响电子能量函数分布的主要因素.气体放电过程结束后,振动激发态氮分子的粒子数浓度不再变化,电子激发态的氮分子、原子和氧原子的粒子数浓度达到一峰值后开始降低;放电结束后的氧原子通过复合反应生成臭氧.约化场强升高,由于低能电子减少的影响,振动激发态氮分子的粒子数浓度降低,当约化场强由50 Td增加75 Td,100 Td时,粒子数浓度由3.831011 cm-3降至1.981011 cm-3和1.771011 cm-3,其他粒子浓度则相应增大.

English Abstract

参考文献 (11)

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