纳秒脉冲气体放电粒子模拟研究

项目名称： 纳秒脉冲气体放电粒子模拟研究

项目编号： No.50977076

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2010

项目学科： 一般工业技术

项目作者： 刘纯亮

作者单位： 西安交通大学

项目金额： 39万元

中文摘要： 纳秒脉冲气体放电是重复频率脉冲功率技术的重要基础研究领域，其放电机理和理论描述是当前亟需解决的重要科学问题。粒子模拟作为第一性原理方法，适用于纳秒脉冲气体放电瞬态过程的数值模拟，但由于传统数值模型对时间步长要求限制苛刻，难以直接应用到纳秒脉冲气体放电的研究。本项目首先通过建立气体碰撞的新型蒙特卡洛模型和宏粒子合并模型，放宽气体碰撞对时间步长的限制，提高计算效率，并研制出实用化的粒子模拟软件；然后对纳秒脉冲气体放电的形成过程和气压、气体成份、间隙结构、脉冲电压、脉冲上升沿等对放电的影响规律进行模拟研究，对放电机理进行理论分析和解释；最后对一种重复频率多通道气体开关的放电过程进行粒子模拟和实验研究，并进行优化设计。本项目的研究成果对于揭示纳秒脉冲气体放电的微观过程及放电机理、设计和优化纳秒脉冲气体开关具有重要的理论意义和实用价值。

中文关键词： 纳秒脉冲；气体开关；流注放电；逃逸电子；粒子模拟

英文摘要：

英文关键词： nanosecond pulse；gas switch；streamer discharge；runaway electron；PIC simulation