基于AMAR算法的大气压脉冲放电等离子体快速数值模拟研究

项目名称： 基于AMAR算法的大气压脉冲放电等离子体快速数值模拟研究

项目编号： No.11375107

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 张远涛

作者单位： 山东大学

项目金额： 65万元

中文摘要： 大气压脉冲放电是近年来广受关注的放电类型，不但在材料表面处理、等离子体医学等领域具有广泛的应用前景，而且由于外加激励电压变化迅速而产生了一系列新的放电物理现象。本项目基于AMAR算法思想，拟构建一种时空混合模型对大气压脉冲放电等离子体进行全区域、长时间、高维度的快速数值模拟研究。在脉冲电压作用期间，该模型在待模拟区域内依据放电等离子体的物理特性自动选择粒子模型或流体模型，而在脉冲电压结束后则采用优化后的流体模型。利用该混合模型研究纳秒脉冲放电的击穿过程，并与传统的放电理论进行比较；探讨脉冲放电中基态氧原子等多种活性成分产生与消失的过程，并分析电压波形对活性成分密度的影响；讨论大气压脉冲放电具有高稳定性的内在机理，分析电压波形、放电间隙等因素对稳定性的影响。通过本项目的研究，揭示纳秒脉冲放电的击穿机制，总结出脉冲电压波形的优化原则，探讨如何获得兼具稳定性与化学活性的大气压脉冲放电等离子体。

中文关键词： 大气压脉冲放电；数值模拟；粒子模拟；流体模拟；混合模拟

英文摘要： Atmospheric plasmas generated by pulsed discharges have received a growing attention due to the immense application potential, especially in the area of plasma medicine. For the very fast variation of the applied voltage even in nanosecond time scale many

英文关键词： atmospheric pulsed discharges；numerical simulation；kinetic simulation；fluid model；hybrid simulation