缩比间隙中辉光放电相似性的初步研究

为了研究缩比实验在气体放电中的有效性,对缩比间隙中的低气压氩气放电进行了数值模拟.根据气体放电相似性的猜想,如果间隙气压p和间隙距离d的乘积为常量,即p1d1=p2d2,并且约化电场E/p在两个间隙中的空间分布相同,那么这两个放电间隙的放电特性存在相似性.数值模拟中设置三个缩比间隙:气隙A的长度为30 mm,气压为1 Torr(1 Torr=133.322 Pa);气隙B的长度为15 mm,气压为2 Torr;气隙C的长度为10 mm,气压为3 Torr.仿真结果表明,三个间隙均为辉光放电,并存在明显的阴极位降区.间隙A,B,C的阴极位降区的厚度dC分别为2.71,1.35和0.87 mm,相对应的pd值几乎相同,即pdC≈2.70 Torr·mm.这与氩气辉光放电Paschen曲线最低点(pd≈2.86 Torr·mm)相近.缩比间隙的放电参数的特性(如工作电压、电场、电流密度、电子密度和离子密度的沿"空间"px的分布)的数值计算结果与放电相似性猜想所预计的结果一致.所以,可以认为放电相似性猜想适用于低气压氩气缩比间隙的辉光放电.