摘要：应用大气压等离子体射流化学方法加工高精度无损伤的光学表面越来越受到重视,而加工过程中去除函数是提高面型精度的关键因素之一.基于大气压等离子体加工的化学反应本质,根据化学动力学原理分析了活性氟原子浓度分布和温度场分布对去除函数轮廓的影响,建立了去除函数模型.该模型将活性氟原子浓度转换为采用发射光谱技术测量得到的活性氟原子光谱强度作为输入参数.将测得的光谱强度分布和温度场与加工轮廓对比,结果表明活性氟原子和温度场分布与去除函数轮廓有很大相关性,验证了所建立模型的可行性.该模型为研究去除函数形成机理和大气压等离子发生器设计奠定了基础.

摘要：为了在大气压下获得均匀、稳定且具有较大体积的氩气介质阻挡放电等离子体射流,提出了一种新的同轴型具有螺纹型内电极结构的等离子体发生器结构设计,在大气压开放环境下获得了均匀稳定的类辉光氩气介质阻挡放电等离子体射流。实验和初步的零维数值模拟结果表明:在所研究的工作参数范围内,放电随外加电压的增加可工作于初始放电阶段、过渡阶段、稳定放电和不稳定放电阶段;在稳定放电模式下,均匀弥散的类辉光放电可充满内径为8.9mm的玻璃管,发射光谱测量结果表明在等离子体射流区含有多种化学活性粒子;数值计算和实验测量所估算的等离子体射流长度基本一致(可为30mm以上),且等离子体射流发射光谱强度的轴向分布与其中亚稳态粒子的退激发过程相关。

摘要：为探究经过大气压等离子体处理后茄子品质改善和产量提高的机制,设计了一种大气压等离子体实验装置,利用该装置采用不同电压（4420~6800V）处理茄子种子。结果表明：不同电压等离子体对茄子种子处理后种子的萌发率不同。8个处理的株高、展开度、根深、根幅以及单果重、果长均有明显增加,产量均超过对照（CK）。5440~6460V电压处理的果产量均比其他电压范围好,5780 V和6120 V电压处理的大多数指标是最好的。种子上产生的大量电子和离子增强了空气粒子与种子的反应,活跃的空气粒子和紫外线辐射均能穿透种子的细胞囊,加快种子内部营养成分分解,降低了种子细胞膜的穿透能,改善了茄子幼苗根系的活性,从而使茄子产量提高,试验数据与统计回归线基本吻合。

摘要：大气压空气等离子体射流(空气APPJ)能够在开放的大气环境中产生高活性低温等离子体,在细菌灭活、材料表面处理和生物医学应用等方面有广泛应用前景,但是目前空气放电击穿电压高,放电稳定性较差,射流长度较短、径向尺寸小等限制了它的应用。为了降低放电电压及维持放电稳定性,本文在高压电极上包裹一层介质,设计出一种介质包覆的针-金属喷嘴结构的空气APPJ枪,利用COMSOL的静电场模块对枪体的电学特性进行仿真,研究针尖曲率半径、电极间距以及针电极直径等参数对电势和电场的空间分布的影响,发现针尖曲率半径对于场强最大值有较大影响。据此,选择合适的参数,设计并制备了枪体。该枪在交流驱动下能够稳定放电,APPJ径向尺寸3 mm左右、长度达到17 mm。分析了射流长度、功率和气体温度随气流流速的变化,并与氮气和氩气放电进行了比较,其放电参数与氮气基本相当,与氩气相比,放电功率大,温度高,但射流长且径向尺寸宽,更适合活性反应场合的应用。

摘要：大气压介质阻挡放电等离子体射流是近年来兴起的一种新的大气压低温等离子体放电技术,是目前国际上等离子体科学与技术领域的研究热点之一.作为一种经济、便捷的等离子体产生技术,大气压介质阻挡放电等离子体射流对等离子体生物医学等新兴交叉学科的蓬勃发展起到了良好的推动作用.本文从大气压介质阻挡放电等离子体射流发生器结构设计入手,介绍了部分具有代表性的射流发生器的结构特点及设计思想,分析了不同构型射流源的优势与不足,总结了目前实际应用中大气压介质阻挡放电等离子体射流源特性提升所面临的挑战,并简要讨论了产生较大体积均匀稳定的氦和氩等离子体射流的发生器设计原则和基本特性.

摘要：揭示辉光放电的电特性是进行等离子体电流体动力激励器优化设计的前提,基于PSpice软件对激励器进行了建模与仿真。采用PSpice中的数学宏模型建立了等离子体放电的模型,解决了等离子体电流体动力激励器仿真的关键问题。在此基础上,仿真了对称布局等离子体激励器的宏观电特性,仿真结果符合辉光放电的电压-电流幂律。为进一步仿真和优化激励器的参数打下了基础。

摘要：针对同轴直流电弧等离子体炬现有的两种励磁方式中存在的问题,即永磁体励磁系统调磁困难、影响引弧过程,以及电励磁系统能耗高等不足,采用永磁-电励磁线圈的拓扑结构,提出了一种适用于磁驱动旋转电弧等离子体发生器的新型混合励磁系统,以及相应的系统综合分析与优化方法。结合外点罚函数以及改进的Powell算法优化永磁体,保证最小耗材下产生足够强的磁场以驱动电弧旋转;应用带边界约束的自适应权重粒子群算法优化励磁线圈,在电弧触发阶段,实现了电励磁线圈磁场精确补偿永磁体磁场的目标。最后,应用本文理论和方法优化、设计了典型混合励磁系统样机,并通过有限元分析、计算验证了上述工作的有效性。