介质阻挡均匀大气压氮气放电特性研究

基于一维流体力学模型,对介质阻挡均匀大气压氮气放电特性进行了数值计算研究.模型中考虑了氮气中主要的电离、激发过程,所包含的粒子种类为e,N2,N2+,N4+,N2(a1∑u-),N2(A3∑u+).模拟结果显示,氮中的放电具有低气压下汤生放电的特性.放电电流幅度较小,放电过程中气体电压变化缓慢,电子密度远低于离子密度,而且最大值出现在阳极,电子不能在放电间隙中被俘获,不存在中性等离子体区,气体中的电场趋于线性变化.亚稳态N2(A3∑u+)和N2(a1∑u+)在整个放电空间都具有非常高的密度,比电子密度高三个量级以上,亚稳态密度的最大值出现在阳极,这样的分布决定了放电的空间结构.放电所需的种子电子主要由亚稳态之间潘宁电离提供,这种机理使放电的电离水平较低,导致氮气中的放电只能是汤生放电.随着放电参数的变化,多电流峰放电也可在氮气中获得.