大气压氦气辉光放电中正柱区消散特性对时域非线性行为的影响

为研究基于介质阻挡结构产生的大气压辉光放电(atmospheric pressure glow discharge,APGD)正柱区的消散特性与放电时域非线性行为的具体对应关系,借助大气压氦气介质阻挡放电(dielectric barrier discharges,DBD)的一维流体模型,仿真研究了不同外施电压频率下APGD中时域非线性行为的演变过程,并进一步统计、分析了不同状态的放电下,正柱区从产生至消散的时间t_p与外施电压周期T_v的比值t_p/T_v。结果表明,当t_p/T_v处于区间(N,N+0.5)时(N为自然数),放电的倍周期数n1满足n1=2N+1;而当t_p/T_v处于(N+0.5,N+1)时,n1=N+1。此外,随着频率的提升,比值t_p/T_v在相应的范围内不断增长,从而影响了各类放电非线性现象的出现顺序。该研究首次确定了正柱区消散速率与APGD动力学状态的定量关系,并且给出了随频率提升不同动力学状态出现顺序的初步解释,有助于更深入地理解APGD中各种非线性动力学行为产生和演化机制。