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光电离速率影响大气压空气正流注分支的机理研究

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涂婧怡, 陈赦, 汪沨. 2019: 光电离速率影响大气压空气正流注分支的机理研究, 物理学报, 68(9): 197-205. doi: 10.7498/aps.68.20190060
引用本文: 涂婧怡, 陈赦, 汪沨. 2019: 光电离速率影响大气压空气正流注分支的机理研究, 物理学报, 68(9): 197-205. doi: 10.7498/aps.68.20190060
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Tu Jing-Yi, Chen She, Wang Feng. 2019: Influence of photoionization rates on positive streamer branching in atmospheric air, Acta Physica Sinica, 68(9): 197-205. doi: 10.7498/aps.68.20190060
Citation: Tu Jing-Yi, Chen She, Wang Feng. 2019: Influence of photoionization rates on positive streamer branching in atmospheric air, Acta Physica Sinica, 68(9): 197-205. doi: 10.7498/aps.68.20190060
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光电离速率影响大气压空气正流注分支的机理研究

  • 湖南大学电气与信息工程学院,长沙,410082

Influence of photoionization rates on positive streamer branching in atmospheric air

  • 摘要: 大气压空气中的流注放电有广泛的理论和应用研究价值,包括雷电机理、输变电系统空气绝缘理论以及材料表面改性等.流注是一个快速发展的强电离区域,在传播过程中存在着一种重要的特点——分支现象.光电离为正流注发展提供必要的自由电子,且实验结果表明分支特征与流注头部的光电离速率密切相关.本文基于新的流注分支判据,采用了粒子网格单元与蒙特卡罗碰撞相结合(PIC-MCC)的三维放电模型(Pamdi3D)进行数值仿真验证.为了研究光电离速率对正流注分支的影响,仿真了毫米尺度间隙针-板电极正流注发展,系统研究了不同光电离参数的影响.当减小氮气-氧气比例、光子吸收截面或光电离效率系数后,流注均更早地出现分支现象.这些计算结果表明大气压空气中流注头部光电离速率的降低将导致其发生分支的概率更高.
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出版历程

光电离速率影响大气压空气正流注分支的机理研究

  • 湖南大学电气与信息工程学院,长沙,410082

摘要: 大气压空气中的流注放电有广泛的理论和应用研究价值,包括雷电机理、输变电系统空气绝缘理论以及材料表面改性等.流注是一个快速发展的强电离区域,在传播过程中存在着一种重要的特点——分支现象.光电离为正流注发展提供必要的自由电子,且实验结果表明分支特征与流注头部的光电离速率密切相关.本文基于新的流注分支判据,采用了粒子网格单元与蒙特卡罗碰撞相结合(PIC-MCC)的三维放电模型(Pamdi3D)进行数值仿真验证.为了研究光电离速率对正流注分支的影响,仿真了毫米尺度间隙针-板电极正流注发展,系统研究了不同光电离参数的影响.当减小氮气-氧气比例、光子吸收截面或光电离效率系数后,流注均更早地出现分支现象.这些计算结果表明大气压空气中流注头部光电离速率的降低将导致其发生分支的概率更高.

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