基于改进的多项近似法解玻尔兹曼方程计算电子输运系数 被引量：8

1

作者 蔡新景 王新新 +1 位作者 邹晓兵 鲁志伟 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第4期1148-1155,共8页

获得准确的电子输运和反应系数是采用流体模型准确仿真流注传播特性的前提。目前,电子输运系数主要有两种计算方法:一是用电子群实验数据进行插值;二是用两项近似方法解玻尔兹曼方程。方法一只能用在约化场强很小的场合,方法二的理论基... 获得准确的电子输运和反应系数是采用流体模型准确仿真流注传播特性的前提。目前,电子输运系数主要有两种计算方法:一是用电子群实验数据进行插值;二是用两项近似方法解玻尔兹曼方程。方法一只能用在约化场强很小的场合,方法二的理论基础即各相同性假设是否成立和数据准确度尚无定论。针对以上问题,Ness等人采用了多项近似法解玻尔兹曼方程计算电子输运系数。该文主要对多项近似解玻尔兹曼方程进行两点改进:一是调整速度分布函数的展开顺序,这样能把流体尺度和非流体尺度下计算过程统一起来;二是采用高斯–克龙罗德积分代替高斯-拉盖尔积分计算碰撞积分项。最后对硬球模型和Reid非弹性碰撞模型进行了计算,结果表明:采用高斯–克龙罗德积分代替高斯–拉盖尔积分计算碰撞积分项更准确;即使在只有守恒碰撞时,电子速度分布函数仍呈现各向异性特征,采用两项近似方法计算出的电子输运系数有较大误差。 展开更多

关键词 流体模型 玻尔兹曼方程 多项近似 各向异性 碰撞算子 Burnett多项式 球梯度算子

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基于玻尔兹曼方程的不同密度等离子体电子弛豫相似性研究 被引量：1

2

作者 蔡新景 王新新 +1 位作者 邹晓兵 鲁志伟 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第10期3109-3115,共7页

了解等离子体的弛豫过程是低温等离子体应用领域所面临的共性关键科学问题。为了研究不同密度等离子体在交叉电磁场下弛豫特性，该文采用改进的多项近似法解玻尔兹曼方程计算电子的弛豫特性。对不同气体密度Reid模型气体进行电子弛豫特... 了解等离子体的弛豫过程是低温等离子体应用领域所面临的共性关键科学问题。为了研究不同密度等离子体在交叉电磁场下弛豫特性，该文采用改进的多项近似法解玻尔兹曼方程计算电子的弛豫特性。对不同气体密度Reid模型气体进行电子弛豫特性计算，发现：1）x轴方向体漂移速度WBx、z轴方向体漂移速度坼k和扩散系数Dii均随着时间t呈衰减震荡变化，而电子平均能量s随着时间t呈单调变化；2）电子弛豫至少有三个典型的弛豫时间：电子回旋时间搔动量弛豫时间Ym和能量弛豫时间γe，且满足托〈γg〈γm〈γe）当施加的约化电场强度E／n0和约化磁感应强度B／n0相同时，不同密度气体的体漂移速度WBx和WBx、电子平均能量s、扩散系数Dii与气体密度的组合参量noDjj随无量纲时间n0t的弛豫过程完全相同。最后从无量纲化和物理意义两个方面对电子弛豫的相似性作了解释。从无量纲化上看，体漂移速度WBi、电子平均能量s、not、n0Dii均为不变量或组合不变量；从物理意义上看，碰撞频率v∞n0，n0t∞vt为无量纲时间，体漂移速度WBi∞E/n0，电子平均能量ε仅与约化电场和磁感应强度相关，扩散系数Dii∞1／n0。 展开更多

关键词 多项近似 玻尔兹曼方程 电子输运 电子弛豫 相似性 无量纲化参量 不变量 碰撞频率

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基于改进的多项近似法解玻尔兹曼方程研究电子在交叉电磁场下的弛豫特性 被引量：1

3

作者 蔡新景 王新新 +2 位作者 邹晓兵 鲁志伟 孙宇 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第5期1526-1532,共7页

研究等离子体的电子弛豫过程对于等离子体反应器、等离子体光源和气体激光器等研究具有重要的意义。为了研究电子在交叉电磁场下弛豫特性,文中采用改进的多项近似法解玻尔兹曼方程计算电子输运和弛豫特性。首先对Reid非弹性碰撞模型进... 研究等离子体的电子弛豫过程对于等离子体反应器、等离子体光源和气体激光器等研究具有重要的意义。为了研究电子在交叉电磁场下弛豫特性,文中采用改进的多项近似法解玻尔兹曼方程计算电子输运和弛豫特性。首先对Reid非弹性碰撞模型进行电子输运系数计算,发现:当约化电场强度E/n0为12Td时,lmax增加到7所有输运系数可以达到4位数字精度;当增加约化磁场强度B/n0为500Hx而保持约化电场强度不变时,lmax增加到2所有输运系数就能达到4位数字精度,表明磁场能降低电子速度的各向异性。与Ness和White等人的计算结果进行比较,验证了采用改进的多项近似法解玻尔兹曼方程计算电子输运系数的有效性。接着计算了电子的弛豫特性,发现:瞬时施加磁场时,电子平均能量ε随着时间呈单调变化,而体漂移速度WBz、体漂移速度WBx和扩散系数n0Dii均随着时间呈衰减震荡变化;电子弛豫过程至少有3个典型弛豫时间:电子回旋时间γg、动量弛豫时间γm和能量弛豫时间γe,且满足γg<γm<γe;瞬时施加磁场后,体漂移速度WBx响应最快,体漂移速度WBz和扩散系数n0Dii响应次之,电子平均能量ε响应最慢;当约化磁场强度B/n0为500 Hx时,体漂移速度WBz在第一个震荡周期与E同方向,扩散系数n_0D_(xx)出现负扩散现象。 展开更多

关键词 多项近似 玻尔兹曼方程 电子输运系数 弛豫 交叉电磁场 电子回旋周期 负扩散

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一种新的玻尔兹曼方程可计算模型构造与分析

4

作者 彭傲平 李志辉 +2 位作者 吴俊林 皮兴才 蒋新宇 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期2582-2594,共13页

临近空间飞行器因各部件尺寸差异较大,在高空高马赫数条件下飞行会出现多流区共存的多尺度复杂非平衡流动现象,流场中的气体分子速度分布函数与当地位置、流场分子速度、气体密度、流动速度、温度、热流矢量、应力张量等相关.通过分析... 临近空间飞行器因各部件尺寸差异较大,在高空高马赫数条件下飞行会出现多流区共存的多尺度复杂非平衡流动现象,流场中的气体分子速度分布函数与当地位置、流场分子速度、气体密度、流动速度、温度、热流矢量、应力张量等相关.通过分析玻尔兹曼方程的一阶查普曼−恩斯科近似解,构造了一种同时考虑热流矢量和应力张量影响、满足玻尔兹曼方程高阶碰撞矩的跨流域统一可计算模型方程,并在数学上分析了其守恒性、H定理等基本属性,证明了新模型方程与玻尔兹曼方程的相容性,给出了新模型与现有模型如沙克霍夫(Shakhov)模型等的递进关系,基于碰撞动力学确定了各流域统一气体分子碰撞松弛参数表达式.在气体动理论统一算法中采用新建模型及现有模型模拟了一维激波结构、二维近空间飞行环境平板和多体圆柱干扰流动,并与直接模拟蒙特卡洛方法对比分析,结果表明在流场中粘性效应显著的区域新建模型能更好地捕捉激波位置,尤其是在激波内部新模型模拟的宏观参数分布与直接模拟蒙特卡洛方法结果符合更好,验证了新模型的有效性和可靠性,同时说明在非平衡显著的流动区域碰撞松弛模型受多参数共同作用的影响. 展开更多

关键词 玻尔兹曼方程 气体动理论统一算法 查普曼−恩斯科近似解 考虑热流矢量与应力张量影响的碰撞模 型 气体分子碰撞松弛参数

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欧拉-玻尔兹曼方程整体光滑解

5

作者 浦赟 张永前 《数学年刊（A辑）》 CSCD 北大核心 2022年第2期119-136,共18页

本文证明了Rd中具有某一类小初值的等熵欧拉-玻尔兹曼方程整体光滑解的存在性.本文首先构造了等熵欧拉-玻尔兹曼方程的局部解,并证明了局部解的适定性.此外,文中还构造了关于原方程的随时间t增加、具有良好的衰减性质的整体光滑背景解.... 本文证明了Rd中具有某一类小初值的等熵欧拉-玻尔兹曼方程整体光滑解的存在性.本文首先构造了等熵欧拉-玻尔兹曼方程的局部解,并证明了局部解的适定性.此外,文中还构造了关于原方程的随时间t增加、具有良好的衰减性质的整体光滑背景解.同时,当方程的辐射项系数满足一定条件时,本文建立了关于源项的估计.通过将背景解的衰减与源项的估计结合起来,文中证明了存在整数s>d/2+1,使得背景解与原方程解的H^(s)(R^(d))×L^(2)(R+×S^(d-1);H^(s)(R^(d))范数之差始终是有界的,从而保证了原方程整体光滑解的存在性. 展开更多

关键词 欧拉-玻尔兹曼方程 柯西问题 局部适定性 能量估计 整体光滑解

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转动非平衡玻尔兹曼模型方程统一算法与全流域绕流计算应用 被引量：12

6

作者 李志辉 蒋新宇 +1 位作者 吴俊林 彭傲平 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第3期336-351,共16页

基于过去开展稀薄自由分子流到连续流气体运动论统一算法框架,采用转动惯量描述气体分子自旋运动,确立含转动非平衡效应各流域统一玻尔兹曼模型方程.基于转动能量对分布函数守恒积分,得到计及转动非平衡效应气体分子速度分布函数方程组... 基于过去开展稀薄自由分子流到连续流气体运动论统一算法框架,采用转动惯量描述气体分子自旋运动,确立含转动非平衡效应各流域统一玻尔兹曼模型方程.基于转动能量对分布函数守恒积分,得到计及转动非平衡效应气体分子速度分布函数方程组,使用离散速度坐标法对分布函数方程所依赖速度空间离散降维;应用拓展计算流体力学有限差分方法,构造直接求解分子速度分布函数的气体动理论数值格式;基于物面质量流量通量守恒与能量平衡关系,发展计及转动非平衡气体动理论边界条件数学模型及数值处理方法,提出模拟各流域转动非平衡效应玻尔兹曼模型方程统一算法.通过高、低不同马赫数1.5～25氮气激波结构与自由分子流到连续流全飞行流域不同克努森数(9×10-4～10)Ramp制动器、圆球、尖双锥飞行器、飞船返回舱外形体再入跨流域绕流模拟研究,将计算结果与有关实验数据、稀薄流DSMC模拟值等结果对比分析,验证统一算法模拟自由分子流到连续流再入过程高超声速绕流问题的可靠性与精度. 展开更多

关键词 玻尔兹曼模型方程 气体动理论 转动非平衡 离散速度坐标法 全流域绕流 统一算法

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玻尔兹曼网格方程在长输管道瞬变流中的应用 被引量：3

7

作者 曲世琳 赵洪宾 伍悦滨 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第6期663-667,共5页

该文以瞬变流动理论为基础 ,通过Chapman Enskog展开和多尺度技术 ,在标准玻尔兹曼网格方程中引入摩阻附加项 ,推导出求解长直输水管线瞬变流动数值解的玻尔兹曼网格方程。并根据长直输水管线的流动特性 ,选择合理的平衡分布函数形式。... 该文以瞬变流动理论为基础 ,通过Chapman Enskog展开和多尺度技术 ,在标准玻尔兹曼网格方程中引入摩阻附加项 ,推导出求解长直输水管线瞬变流动数值解的玻尔兹曼网格方程。并根据长直输水管线的流动特性 ,选择合理的平衡分布函数形式。结合理论和实例进行数值实验 ,论证了玻尔兹曼网格方程模拟长直输水管线瞬变流动的可行性。 展开更多

关键词 玻尔兹曼网格方程 长直输水管线 瞬变流动 数值实验

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多相流系统的离散玻尔兹曼研究进展 被引量：12

8

作者 许爱国 陈杰 +2 位作者 宋家辉 陈大伟 陈志华 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2021年第3期138-169,I0003,共33页

针对多相复杂流体系统模拟研究,简要介绍从格子气模型到离散玻尔兹曼方法的发展历程。从统计物理学基本原理出发,通过粗粒化建模思路,给出玻尔兹曼方程;分析Chapman-Enskog多尺度展开方法所蕴含的测量逐步细化的物理图像,给出离散玻尔... 针对多相复杂流体系统模拟研究,简要介绍从格子气模型到离散玻尔兹曼方法的发展历程。从统计物理学基本原理出发,通过粗粒化建模思路,给出玻尔兹曼方程;分析Chapman-Enskog多尺度展开方法所蕴含的测量逐步细化的物理图像,给出离散玻尔兹曼建模的基本原则和主要步骤。简要介绍离散玻尔兹曼在相分离、燃烧、流体不稳定性等系统中的应用。对于多相复杂流体系统的动理学建模,技术关键是分子间作用力和化学反应贡献的引入。不同颜色的示踪粒子的引入,使得在单流体理论框架下即可实现混合过程中物质粒子来源的确定;示踪粒子在其速度相空间的分布所形成的结构蕴含丰富的流场信息,为复杂流场研究张开一个全新的视角。在多介质情形,离散玻尔兹曼建模与动理学宏观建模的对应关系是一对多。随着系统非平衡程度加深,相对于动理学宏观建模与模拟思路,离散玻尔兹曼建模与模拟的复杂度上升速度较慢。作为系统行为粗粒化描述的一种物理模型构建方法,离散玻尔兹曼根据研究需求,选取一个视角,研究系统的一组动理学性质,因而要求描述这组性质的动理学矩在模型简化过程中保值;是动理学直接建模方法的一种,为连续介质建模失效或物理功能不足、而分子动力学方法因适用尺度受限而无能为力的介尺度情形提供了一条方便、有效的研究途径。 展开更多

关键词 多相流 复杂物理场 统计物理 粗粒化建模 玻尔兹曼方程 非平衡 动理学建模 Chapman-Enskog多尺度分析

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Boltzmann-Rykov模型方程气体动理论统一算法与喷管流动

9

作者 李凡 李志辉 陈爱国 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第2期553-562,共10页

为研究气体分子转动非平衡效应对喷管内流动的影响,在气体动理论统一算法(GKUA)计算框架下,发展了分子速度分布函数层次下考虑转动能影响的喷管流动边界条件数学模型,构造了直接求解分子速度分布函数的气体动理论数值格式,数值求解了考... 为研究气体分子转动非平衡效应对喷管内流动的影响,在气体动理论统一算法(GKUA)计算框架下,发展了分子速度分布函数层次下考虑转动能影响的喷管流动边界条件数学模型,构造了直接求解分子速度分布函数的气体动理论数值格式,数值求解了考虑转动能影响的Boltzmann-Rykov模型方程。通过对一维非定常激波管内流动、一维定常正激波结构及二维型面喷管内流动问题进行模拟研究,计算结果与理论解、文献值及实验数据相吻合,验证了统一算法对内流动问题的可行性与计算精度。分析了考虑转动能影响的喷管内流动流场,结果表明:可使用克努森数作为喷管流动特性和性能的表征。 展开更多

关键词 气体动理论 玻尔兹曼模型方程 气体动理论统一算法 转动非平衡 喷管流动

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基于数字风洞的整车热管理性能开发

10

作者 高镇海 杨洋 +3 位作者 胡兴军 王靖宇 郭鹏 王璐玮 《湖南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期20-27,共8页

针对某商用车更换大功率发动机以满足国六排放和四阶段油耗法规要求,需要优化冷却系统,提升散热能力.采用格子玻尔兹曼方法(lattice Boltzmann method,LBM)建立热环境数字风洞,高精度预测整车热平衡与热保护性能,仿真与试验对标,冷却液... 针对某商用车更换大功率发动机以满足国六排放和四阶段油耗法规要求,需要优化冷却系统,提升散热能力.采用格子玻尔兹曼方法(lattice Boltzmann method,LBM)建立热环境数字风洞,高精度预测整车热平衡与热保护性能,仿真与试验对标,冷却液温度预测值与试验测试值之间的误差小于1℃.基于此以散热器水温和中冷器出风温度作为优化目标,分析冷凝器、中冷器、散热器和风扇侵入量之间的交互效应,并据此进行优化设计,提出一套适用于发动机冷却系统虚拟标定的仿真流程.研究结果表明,风扇侵入量和中冷器高度对散热器散热性能影响较大.经过优化迭代后,散热器和中冷器的进气量分别提升了5.01%和7.87%,冷却模块的表面温度分布更加均匀,显著改善了发动机舱散热效率. 展开更多

关键词 热平衡 数值模拟 玻尔兹曼方程 优化

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气压湿度对空气隙绝缘特性的影响研究 被引量：2

11

作者 苏梦函 安韵竹 +3 位作者 赵文龙 胡元潮 李海涛 黄涛 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期78-86,共9页

外界环境条件影响以空气为介质的电力设备外绝缘性能,为了研究空气放电的物理特性,文中基于Boltzmann方程研究空气中电子与分子碰撞的微观过程,计算分析气压、湿度对空气隙绝缘性能的影响规律。结果表明,温度为300 K,气压为1.0 atm(1 at... 外界环境条件影响以空气为介质的电力设备外绝缘性能,为了研究空气放电的物理特性,文中基于Boltzmann方程研究空气中电子与分子碰撞的微观过程,计算分析气压、湿度对空气隙绝缘性能的影响规律。结果表明,温度为300 K,气压为1.0 atm(1 atm=101 kPa)时,空气相对湿度的升高会改变电子能量分布函数和电子输运参数。相对湿度每升高30%,电子平均能量下降约0.2 eV,约化电子迁移率下降约0.25×10^(23)(V∙m∙s)^(-1),约化电子扩散系数下降约0.2×10^(24)(m∙s)^(-1),空气相对湿度从0%升高到30%,临界击穿场强升高486 V/cm,空气相对湿度从30%升高到60%,临界击穿场强升高729 V/cm,空气隙绝缘性能增强;温度为300 K,相对湿度为0%时,气压每升高0.2 atm,临界击穿场强升高约6 kV/cm,空气隙绝缘性能增强。 展开更多

关键词 湿度 气压 玻尔兹曼方程 电子能量分布函数 临界击穿场强

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热态C_(5)F_(10)O/CO_(2)混合气体电击穿特性研究 被引量：1

12

作者 崔兆轩 林莘 +1 位作者 徐建源 李磊 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期10-16,23,共8页

热态气体的临界击穿场强是评估高压断路器弧后电击穿特性的基础数据,文中研究了C_(5)F_(10)O/CO_(2)混合气体在C_(5)F_(10)O混合比例k=0~10%、压强0.1~2.0 MPa、温度300~4 000 K范围内的临界击穿场强。基于质量作用定律数学模型,得到不... 热态气体的临界击穿场强是评估高压断路器弧后电击穿特性的基础数据,文中研究了C_(5)F_(10)O/CO_(2)混合气体在C_(5)F_(10)O混合比例k=0~10%、压强0.1~2.0 MPa、温度300~4 000 K范围内的临界击穿场强。基于质量作用定律数学模型,得到不同温度下混合气体的平衡组分,采用两项近似方法求解玻尔兹曼方程,分析混合气体的电子能量分布函数、折合电离和吸附系数,获得混合气体的临界折合击穿场强和临界击穿场强。结果表明:0.6 MPa下,温度低于3 000 K时,随着温度降低,k=0~10%混合气体的临界击穿场逐渐低于SF_(6);在温度高于3 000 K时,混合气体的临界击穿场强为SF_(6)的1.2倍以上,具有较强的绝缘能力。研究结果可为C_(5)F_(10)O/CO_(2)混合气体高压断路器弧后电击穿特性研究提供参考。 展开更多

关键词 C_(5)F_(10)O/CO_(2)混合气体 SF_(6)替代气体 电击穿特性 临界击穿场强 粒子组分 玻尔兹曼方程

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外部磁场对低气压氩气等离子体电子输运特性的影响 被引量：5

13

作者 蔡新景 李博 +2 位作者 王新新 邹晓兵 鲁志伟 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第22期6286-6293,共8页

处于外部磁场驱动下等离子体由于改变了其电子加热机制和带电粒子输运特性而具有不同动力学特性。为了研究外部磁场对电子输运特性的影响,该文采用改进的多项近似法解玻尔兹曼方程计算了Ar气体的电子输运特性。首先计算了Ar气体在交叉... 处于外部磁场驱动下等离子体由于改变了其电子加热机制和带电粒子输运特性而具有不同动力学特性。为了研究外部磁场对电子输运特性的影响,该文采用改进的多项近似法解玻尔兹曼方程计算了Ar气体的电子输运特性。首先计算了Ar气体在交叉电磁场下的电子输运系数,发现：随着电磁场间夹角增大,z方向体漂移速度、通量漂移速度、体扩散系数、通量扩散系数、电子平均能量和反应速度均减小。接着分析了电磁场夹角对电子速度分布的影响,结果表明：随着电磁场间夹角增大,电子沿E×B方向和（E×B）×B方向呈聚集趋势;当电磁场间夹角为π/2时,电子速度分布在能量为0.3~0.6e V区间出现＂凹陷＂现象。最后讨论了磁感应强度对电子速度分布的影响,发现：当约化磁感应强度增大时,电子朝E×B方向和（E×B）×B方向运动趋势也变大;当约化磁感应强度足够大时,低能电子反而较少。 展开更多

关键词 玻尔兹曼方程 多级近似 电子输运系数 外部磁场 碰撞算子 各向异性 电子速度分布

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吸附对电子输运特性的影响 被引量：4

14

作者 蔡新景 王新新 +1 位作者 邹晓兵 鲁志伟 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第11期3126-3132,共7页

电力工程上常见气体如SF6和空气等均是电负性气体,吸附是其流注放电过程中一个非常重要的碰撞过程。为了研究吸附对电子输运特性的影响,该文采用多项近似法解玻尔兹曼方程计算了模型电负性气体和真实电负性气体SF_6的电子输运特性。首... 电力工程上常见气体如SF6和空气等均是电负性气体,吸附是其流注放电过程中一个非常重要的碰撞过程。为了研究吸附对电子输运特性的影响,该文采用多项近似法解玻尔兹曼方程计算了模型电负性气体和真实电负性气体SF_6的电子输运特性。首先采用O_2简化模型分析了自由参数v_(max)、lmax和Tb对计算结果收敛性的影响,发现:当Tb取值为T_b(opt)时,电子速度分布函数展开所需的拉盖尔多项式阶数v_(max)最小;一般地,在l_(max)增加到3时,所有输运系数能达到4位数字精度。接着利用改进的Dujko电子吸附模型计算了不同吸附频率下的电子输运系数,结果表明:随着吸附截面的增大,吸附系数逐渐增大,体漂移速度、体扩散系数和平均能量逐渐减小;电子在低能区吸附频率越高,电子平均能量和体漂移速度越小。最后对真实气体SF_6的电子输运特性进行计算,得到了电子通量漂移速度、体漂移速度、电子平均能量、反应速度、通量扩散系数和体扩散系数,并与实验结果比较,验证了多项近似法解玻尔兹曼方程计算电负性气体输运系数的合理性,指出了在约化场强较小时实验测量电负性气体输运系数的不足。 展开更多

关键词 玻尔兹曼方程 多级近似 吸附 电离 碰撞算子 电负性 电子输运系数

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介质材料对介质阻挡放电脱除NO的影响 被引量：2

15

作者 汪涛 孙保民 +3 位作者 肖海平 曾菊瑛 杨斌 饶甦 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第12期966-970,983,共6页

为了研究介质材料对介质阻挡放电脱除NO的影响,采用不同介电常数的材料作为介质层进行了模拟和试验研究,并用玻尔兹曼方程计算了折合场强与分子离解速率和电子平均动能的关系.结果表明:随着介质介电常数的增大,反应器内电场强度增大,导... 为了研究介质材料对介质阻挡放电脱除NO的影响,采用不同介电常数的材料作为介质层进行了模拟和试验研究,并用玻尔兹曼方程计算了折合场强与分子离解速率和电子平均动能的关系.结果表明:随着介质介电常数的增大,反应器内电场强度增大,导致折合场强升高,增大了电子的平均动能,提高了气体分子的离解速率,可产生更多活性粒子;在刚玉、石英和陶瓷3种材料中,刚玉的介电常数最大,刚玉介质层的等效电容运输电荷的能力最强,放电电流增大,有利于NO的脱除. 展开更多

关键词 介质阻挡放电法 介质层材料 NO脱除 玻尔兹曼方程 数值模拟

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一组和AMBER力场配合的普适波恩模型参数 被引量：2

16

作者 章威 侯廷军 +1 位作者 乔学斌 徐筱杰 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2003年第4期289-292,共4页

提出了一套和AMBER力场相匹配的普适波恩模型参数.新的参数集包含21种原子类型的初始半径和屏蔽因子.参数通过遗传算法拟合359个小分子水合自由能的实验值得到.采用新的参数,预测了44个小分子的水合自由能,预测值和实验值能很好地吻合,... 提出了一套和AMBER力场相匹配的普适波恩模型参数.新的参数集包含21种原子类型的初始半径和屏蔽因子.参数通过遗传算法拟合359个小分子水合自由能的实验值得到.采用新的参数,预测了44个小分子的水合自由能,预测值和实验值能很好地吻合,而且大大优于采用Jayaram参数得到的结果.此外,采用新的参数,还预测了15个蛋白质的水合自由能,预测值和PB/SA预测得到的结果能很好地吻合. 展开更多

关键词 AMBER力场 普适波恩模型参数 水合自由能 溶剂效应 泊松-玻尔兹曼方程 静电相互作用能 溶剂化自由能 生物大分子体系 模拟

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等离子体与电磁波相互作用FDTD数值模拟 被引量：2

17

作者 朱安石 陈自力 +2 位作者 杨勇 刘晓倩 甄云卉 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2015年第8期72-76,80,共6页

围绕等离子体与电磁波相互作用的问题,将气体分子动力学与电磁场理论相结合,基于玻尔兹曼方程和麦克斯韦方程建立了等离子体与电磁波相互作用自洽模型,为了对模型进行验证,将该方法与经典的电流密度卷积时域有限差分法进行对比,以一维... 围绕等离子体与电磁波相互作用的问题,将气体分子动力学与电磁场理论相结合,基于玻尔兹曼方程和麦克斯韦方程建立了等离子体与电磁波相互作用自洽模型,为了对模型进行验证,将该方法与经典的电流密度卷积时域有限差分法进行对比,以一维情况下电磁波由自由空间向等离子体内传播为例,应用时域有限差分法对二者进行了数值仿真,仿真结果证明了所建立模型的正确性。此外,基于该模型仿真分析了等离子体参数对电磁波在等离子体中传播的影响,为等离子体与电磁波相互作用的研究提供了一种新思路和新方法。 展开更多

关键词 等离子体 电磁波 玻尔兹曼方程 时域有限差分法

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热态SF_6介质击穿特性研究 被引量：6

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作者 林莘 夏亚龙 +5 位作者 孙广雷 郭丹 谭盛武 江经华 贺晶晶 卞志文 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2018年第7期111-118,共8页

采用质量作用定律法计算压强0.1~2.0 MPa、温度40 000 K到300 K下SF_6等离子体组分体积分数,分析热态SF_6介质(3 500 K到300 K)的成分构成及其变化过程。采用两项近似法求解玻尔兹曼方程,计算不同折合电场下热态SF_6介质中电子能量分布... 采用质量作用定律法计算压强0.1~2.0 MPa、温度40 000 K到300 K下SF_6等离子体组分体积分数,分析热态SF_6介质(3 500 K到300 K)的成分构成及其变化过程。采用两项近似法求解玻尔兹曼方程,计算不同折合电场下热态SF_6介质中电子能量分布函数,分析不同碰撞过程中各微观粒子的折合电离系数和折合吸附系数,得到热态SF_6介质的折合击穿场强,通过300 K下SF_6气体击穿场强实验值验证了计算方法的准确性。研究表明:弧后热态SF_6介质绝缘强度恢复过程中,温度下降到3 500 K到2 300 K时,热态SF_6介质主要成分为绝缘能力较低的F、S、S2、F2,折合击穿场强值在30 Td(1 Td=1×10-21Vm2)左右;温度下降到2 300 K到1 500 K时,分解物迅速复合为绝缘性能优异的SF_6,折合击穿场强急剧上升至355 Td附近。研究结果可为揭示热态SF_6介质绝缘强度恢复机理,解决高压SF_6断路器弧后重击穿导致开断失败等问题奠定理论基础。 展开更多

关键词 热态SF6 粒子组分 折合电离系数 折合吸附系数 折合击穿场强 玻尔兹曼方程

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高温混合气体临界击穿场强的计算研究 被引量：1

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作者 李世欣 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2018年第8期91-97,共7页

针对高温混合气体临界击穿场强的计算问题,首先对所采用的零维模型进行了介绍,在此基础之上,对纯空气、空气与PA6蒸气的混合气体、空气与POM蒸气的混合气体在内的不同组分气体介质的临界击穿场强进行了计算,并对计算结果进行了理论上的... 针对高温混合气体临界击穿场强的计算问题,首先对所采用的零维模型进行了介绍,在此基础之上,对纯空气、空气与PA6蒸气的混合气体、空气与POM蒸气的混合气体在内的不同组分气体介质的临界击穿场强进行了计算,并对计算结果进行了理论上的分析。所涉及到的内容主要包括高温体粒子组分的获取,玻尔兹曼方程的近似求解和电子能量分布函数(EEDF)的计算,碰撞截面数据的选择,电子碰撞电离系数和吸附系数的计算。其中重点在于对波尔兹曼输运方程的近似求解和分析不同气体介质对临界击穿场强的影响。 展开更多

关键词 临界击穿场强 零维模型 玻尔兹曼方程 电子能量分布函数

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彩色等离子体显示器放电气体的研究

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作者 胡文波 姚宗熙 +1 位作者 孙鉴 钱慰宗 《真空科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第4期256-260,共5页

实验研究了由He,Ne和Xe组成的放电气体的混合比例和压强对彩色等离子体显示器 (PDP)光电性能的影响。并通过解Boltzmann方程 ,从电子能量的角度对实验结果进行了理论分析。研究结果表明 ,优化的He,Ne ,Xe配比和充气压强可使彩色PDP具有... 实验研究了由He,Ne和Xe组成的放电气体的混合比例和压强对彩色等离子体显示器 (PDP)光电性能的影响。并通过解Boltzmann方程 ,从电子能量的角度对实验结果进行了理论分析。研究结果表明 ,优化的He,Ne ,Xe配比和充气压强可使彩色PDP具有着火电压适当、记忆范围大、亮度和光效高。 展开更多

关键词 彩色等离子体显示器 放电气体 玻尔兹曼方程

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