真空直流断路器弧后介质恢复过程是决定其开断是否成功的重要物理过程,因而受到研究者的广泛关注。该文的主要目标是采用粒子模拟的方法研究真空断路器弧后金属蒸气击穿阶段的发展过程及影响因素,并基于粒子云网格(Particle in Cell)和...真空直流断路器弧后介质恢复过程是决定其开断是否成功的重要物理过程,因而受到研究者的广泛关注。该文的主要目标是采用粒子模拟的方法研究真空断路器弧后金属蒸气击穿阶段的发展过程及影响因素,并基于粒子云网格(Particle in Cell)和蒙特卡罗碰撞(Monte Carlo Collision)相结合的PIC-MCC方法,建立弧后金属蒸气击穿模型,对金属蒸气击穿的发展过程进行空间2维速度3维的仿真模拟,然后讨论触头表面温度、金属蒸气密度、触头开距、电压等重要因素对击穿的影响。模拟结果表明:在一定范围内,增大金属蒸气的密度,击穿发生的更迅速;触头温度越高,击穿更容易发生;暂态恢复电压峰值越高,击穿发生更快。另外,当场强不变时,对于较小开距,击穿反而不太容易发生,当开距较大时,击穿发生的时间几乎不受开距的影响。展开更多
在大气压介质阻挡放电的实际应用中,空气介质阻挡放电具有极其广泛的工业化应用前景。目前,空气均匀放电的获得仍比较困难,且诊断均匀性的依据缺乏可信的依据。文章采用粒子云网格法(Particle in Cell,PIC)与蒙特卡罗碰撞(Monte Carlo C...在大气压介质阻挡放电的实际应用中,空气介质阻挡放电具有极其广泛的工业化应用前景。目前,空气均匀放电的获得仍比较困难,且诊断均匀性的依据缺乏可信的依据。文章采用粒子云网格法(Particle in Cell,PIC)与蒙特卡罗碰撞(Monte Carlo Collision,MCC)方法模拟了放电过程中粒子的运动情况,研究大气压下空气介质阻挡放电的发展过程,然后讨论介质厚度、电源频率对形成均匀放电的影响,并研究这两种因素对等离子体密度的影响。模拟结果表明:介质厚度在d≥1.5 mm时可获得没有放电细丝的电流波形;电源频率高于2.5 kHz时,放电细丝是难以避免的。在能够形成均匀放电的条件下,将介质厚度适当的调整在1.5 mm附近,提高电源频率,将产生更高的等离子体密度。展开更多
为了能够将脉冲等离子体推力器成功地运用于空间,需对其羽流进行研究。将一维MHD双温放电模型的计算结果作为入口条件,运用DSMC(Direct Simulation Monte-Carlo)/PIC(Particle in Cell)流体混合算法一体化模拟实验室PPT羽流。验证计算...为了能够将脉冲等离子体推力器成功地运用于空间,需对其羽流进行研究。将一维MHD双温放电模型的计算结果作为入口条件,运用DSMC(Direct Simulation Monte-Carlo)/PIC(Particle in Cell)流体混合算法一体化模拟实验室PPT羽流。验证计算显示该模型具有一体化模拟脉冲等离子体推力器羽流的能力。对不同初始放电能量下的羽流场进行模拟,给出了离子、中性粒子、电子温度、轴线上质量流率和出口平面返流质量流率的变化情况。计算结果显示高放电能量下返流量更大,同时中性粒子在返流中所占比例也越大。展开更多
为了研究火花试验装置中电极在真空中放电的微观特性,本文建立了在真空环境下,以钨为阳极材料、镉为阴极材料的二维平行板放电模型.采用PIC/MCC(Particle-In-Cell/Monte Carlo Collision)方法对该模型进行仿真,研究了不同电子发射机制...为了研究火花试验装置中电极在真空中放电的微观特性,本文建立了在真空环境下,以钨为阳极材料、镉为阴极材料的二维平行板放电模型.采用PIC/MCC(Particle-In-Cell/Monte Carlo Collision)方法对该模型进行仿真,研究了不同电子发射机制下平行板电极放电的发展过程以及空间场强、阴极表面温度和场增强因子对空间电子变化的影响,得到在场致发射、热发射以及热-场致发射作用下放电过程中的电子浓度和阳极吸收电流的变化以及电子密度和电势的空间分布等.研究发现,场致发射是微间隙阴极电子发射的主导发射机制,当阴极表面温度在焦耳热的作用下达到镉金属的沸点1040K时将产生镉蒸汽,电流密度和电子浓度逐渐增大,此时热发射将开始作用于微间隙放电;当温度大于镉金属气化温度后,场强的影响将大于温度的影响;当场增强因子很小时,热发射几乎不起作用,随着场增强因子不断增大,热发射的作用逐渐增强,导致空间电子浓度明显增加,真空环境下微间隙放电是由热-场共同作用的.展开更多
文摘真空直流断路器弧后介质恢复过程是决定其开断是否成功的重要物理过程,因而受到研究者的广泛关注。该文的主要目标是采用粒子模拟的方法研究真空断路器弧后金属蒸气击穿阶段的发展过程及影响因素,并基于粒子云网格(Particle in Cell)和蒙特卡罗碰撞(Monte Carlo Collision)相结合的PIC-MCC方法,建立弧后金属蒸气击穿模型,对金属蒸气击穿的发展过程进行空间2维速度3维的仿真模拟,然后讨论触头表面温度、金属蒸气密度、触头开距、电压等重要因素对击穿的影响。模拟结果表明:在一定范围内,增大金属蒸气的密度,击穿发生的更迅速;触头温度越高,击穿更容易发生;暂态恢复电压峰值越高,击穿发生更快。另外,当场强不变时,对于较小开距,击穿反而不太容易发生,当开距较大时,击穿发生的时间几乎不受开距的影响。
文摘在大气压介质阻挡放电的实际应用中,空气介质阻挡放电具有极其广泛的工业化应用前景。目前,空气均匀放电的获得仍比较困难,且诊断均匀性的依据缺乏可信的依据。文章采用粒子云网格法(Particle in Cell,PIC)与蒙特卡罗碰撞(Monte Carlo Collision,MCC)方法模拟了放电过程中粒子的运动情况,研究大气压下空气介质阻挡放电的发展过程,然后讨论介质厚度、电源频率对形成均匀放电的影响,并研究这两种因素对等离子体密度的影响。模拟结果表明:介质厚度在d≥1.5 mm时可获得没有放电细丝的电流波形;电源频率高于2.5 kHz时,放电细丝是难以避免的。在能够形成均匀放电的条件下,将介质厚度适当的调整在1.5 mm附近,提高电源频率,将产生更高的等离子体密度。
文摘为了能够将脉冲等离子体推力器成功地运用于空间,需对其羽流进行研究。将一维MHD双温放电模型的计算结果作为入口条件,运用DSMC(Direct Simulation Monte-Carlo)/PIC(Particle in Cell)流体混合算法一体化模拟实验室PPT羽流。验证计算显示该模型具有一体化模拟脉冲等离子体推力器羽流的能力。对不同初始放电能量下的羽流场进行模拟,给出了离子、中性粒子、电子温度、轴线上质量流率和出口平面返流质量流率的变化情况。计算结果显示高放电能量下返流量更大,同时中性粒子在返流中所占比例也越大。
文摘为了研究火花试验装置中电极在真空中放电的微观特性,本文建立了在真空环境下,以钨为阳极材料、镉为阴极材料的二维平行板放电模型.采用PIC/MCC(Particle-In-Cell/Monte Carlo Collision)方法对该模型进行仿真,研究了不同电子发射机制下平行板电极放电的发展过程以及空间场强、阴极表面温度和场增强因子对空间电子变化的影响,得到在场致发射、热发射以及热-场致发射作用下放电过程中的电子浓度和阳极吸收电流的变化以及电子密度和电势的空间分布等.研究发现,场致发射是微间隙阴极电子发射的主导发射机制,当阴极表面温度在焦耳热的作用下达到镉金属的沸点1040K时将产生镉蒸汽,电流密度和电子浓度逐渐增大,此时热发射将开始作用于微间隙放电;当温度大于镉金属气化温度后,场强的影响将大于温度的影响;当场增强因子很小时,热发射几乎不起作用,随着场增强因子不断增大,热发射的作用逐渐增强,导致空间电子浓度明显增加,真空环境下微间隙放电是由热-场共同作用的.
