介质管介电常数对大气压Ar冷等离子体射流特性的影响

通过二维流体模型,研究介质管的介电常数对大气压氩气冷等离子体射流放电性质的影响.结果表明,射流在介质管内外具有不同的放电性质.当射流在介质管内时,电离波沿着介质管内表面向管口传播,因而呈现环状结构,其传播速度先增加后减小.介电常数越大,环形结构的半径越小,电子密度越低,射流传播的速度也越小.当射流喷出管口后,射流的传播速度迅速提升,然后减小,介电常数越大,提升越快.随着射流的传播,环状结构不断收缩,最终消失.研究结果对大气压冷等离子体源的设计和优化具有一定的理论指导意义.

尘埃等离子体棘轮中颗粒分离的三维模拟

利用棘轮结构可以对随机运动的颗粒进行整流使其产生定向的输运.不同尺寸的颗粒对棘轮整流的响应不同,因此可以利用棘轮实现颗粒分离.基于前期气相等离子体中颗粒整流与分离实验,本文通过构建三维模型对双分散颗粒分离的物理机理进行研究.首先通过等离子体流体模拟及双正弦函数插值的方法,得到实验难以测得的不对称棘轮通道内等离子体参量分布,并对微米级尘埃颗粒在棘轮鞘层中的受力进行分析,进一步利用Langevin方程对尘埃等离子体棘轮中双分散颗粒定向输运过程进行数值模拟,重现了颗粒分离实验现象.结果分析表明,双分散的尘埃颗粒悬浮在鞘层中不同的高度,并受到相反取向的不对称势的作用,造成其向相反方向的输运.