摘要：在冰风洞中开展了结冰条件下NACA0012机翼模型的等离子体射流防冰性能实验研究.设计加工了等离子体射流激励器并粘接于机翼表面,热电偶巧妙埋设于激励器下方以检测防冰效果.实验验证了激励器掩埋电极上方等离子体射流的防冰性能,考察了防冰性能随激励电压和激励频率等参数变化的规律.

摘要：采用二维粘性CE/SE方法对等离子射流点火的多相爆轰进行了数值计算,分别以N-S方程和Euler方程为控制方程,对比了等离子体射流条件下粘性对爆轰流场的影响。分析了不同射流温度、时间及初始液滴半径对燃烧转爆轰过程的影响。计算结果表明:粘性作用对爆轰波的传播过程影响甚小,对爆轰参数数值大小有一定影响。提高初始射流点火的温度和时间,可以显著地缩短形成稳定爆轰的燃烧转爆轰距离(DDT);当等离子体射流已经充分点燃可爆混合物,继续增加射流时间对缩短DDT影响较小。当液滴半径小于50μm时,爆轰波峰值压力随着液滴半径的增加而增加;当液滴半径大于50μm时,爆轰波峰值压力随着液滴半径的增加而减小。计算结果对脉冲爆轰发动机(PDE)的设计与实验具有一定的指导作用。

摘要：在冰风洞中开展了结冰条件下NACA0012翼型的流向和展向分布等离子体射流防冰性能对比实验.设计加工了基于介质阻挡放电技术的流向和展向分布等离子体射流激励器并粘接于翼型表面,热电偶巧妙埋设于激励器下方以检测防冰效果.结果表明,展向分布等离子体射流激励器在裸露电极上方无法生成等离子体射流,故而会有明冰生成,防冰效果较差,而流向分布激励器在来流的作用下能够部分弥补这一缺陷,具有更好的防冰效果.

摘要：通过设计新型的交流电压激励的氩气等离子体射流,在棒电极的上游与下游区域均产生了大气压非平衡态等离子体羽。该射流与平行场射流和交叉场射流不同,它的电场与气流方向的夹角可以在一定范围内变化。结果表明,随着外加电压或夹角的增加,上游羽的长度增加而下游羽的长度减小。利用光学和电学的方法,研究发现随着外加电压的增加,上下游放电脉冲的个数均增加。利用放电的光学发射谱,发现上游羽有Ar和OH的谱线,而下游羽除了Ar和OH的谱线外,还可以观察到N2的谱线。并且下游羽的谱线强度比上游羽的略高。基于碰撞辐射模型,通过谱线强度比的方法研究了上下游羽的电子密度和电子激发温度。结果表明上下游羽的电子密度随着外加电压的增加而增加。上下游羽的电子激发温度也随着外加电压的增加而增加。并且,在同一外加电压时下游羽的电子密度和电子激发温度均比上游羽的高。此外,利用OH发射光谱研究了上下游羽的气体温度,发现下游羽的气体温度也比上游羽的略高。

摘要：大气压低温等离子体医学应用需要设计人体可安全接触的低温等离子体源。本文设计了一种环环电极结构的大气压低温等离子射流装置,通过合理地设计其绝缘结构和选择运行条件,在He中产生了人体可接触的大气压低温等离子体射流。通过发光图像拍摄、光谱分析以及电气特性测量等手段,诊断所设计装置的特性;通过人体实际接触实验,证实了其安全性,并通过建立装置的等效电气模型对其人体接触安全性进行理论分析。结果表明,本文设计射流的放电具有稳定、安全、低功率的特点,其放电电流峰值不超过7 m A,放电功率小于1.5 W,最大传输电荷约为100 n C,产生的粒子包含大量OH与O等高能活性粒子。电源电压为4 k V时,人体上电压降约为35 V,小于人体安全电压。

摘要：为了深入了解大气压下Ar等离子体射流的产生机理和内部电子的状态,对Ar等离子体射流进行了发射光谱诊断,以玻尔兹曼斜率法对电子激发温度进行测算,利用发射光谱的连续谱绝对强度法测算出电子密度。通过设计一种可调节气压的金属针-环型介质阻挡放电装置,研究了氩气压和放电功率对Ar等离子体射流的电子激发温度和电子密度的影响。结果表明,随着气压从6kPa升高到16kPa,电子激发温度从0.83eV下降到0.68eV,电子密度从4.45×1022m^-3减小到0.44×1022m^-3(波长648.06nm),且随着放电功率从0.1775W增大到1.7926W,电子激发温度从0.82eV升高到5.14eV,电子密度从0.27×1022m^-3增大到4.61×1022m^-3,而且电子密度较低时,电子激发温度的变化更明显。由此得出结论,氩气压和放电功率对电子激发温度不仅有直接影响,还有通过电子密度变化导致的间接影响,电子密度较低时,氩气压和放电功率对电子激发温度的影响会相对更大一些。同时,选用两个波长计算的电子密度结果很接近,验证了诊断结果的准确性。

摘要：在液体推进剂电热化学炮的内弹道过程中,等离子体射流的喷射压力对等离子体与液体之间的相互作用影响较大。为了研究喷射压力带来的影响,设计了等离子体射流在圆柱形充液室中扩展的观察试验,建立了等离子体射流在液体介质中扩展的二维轴对称非稳态数学物理模型,并进行了数值计算,计算结果和试验结果吻合较好。分析了喷射压力对等离子体射流扩展特性和流场分布特性的影响,结果表明:等离子体射流在液体介质中扩展,喷嘴附近出现了颈缩现象以及高低压相间分布结构,射流头部出现了局部高压区,侧面出现了局部低压区,等离子体射流的形状由椭圆形逐渐变为纺锤形,射流内部的主漩涡逐渐变大并向下游移动。喷射压力越大,Taylor空腔轴向扩展能力越强,轴向长度与破膜压力和时间呈指数关系;同时头部高压区移动越快,侧面低压区出现越晚,射流内部的主漩涡越大,温度波动越剧烈。增大喷射压力能够加强等离子体射流的扩展能力,但是不利于等离子体射流扩展的稳定性。

摘要：为降低气体的击穿和维持电压,设计一种螺旋针-环电极结构的等离子体射流装置,研究不同电压下的放电电压、电流波形。研究表明,氦气等离子体射流放电可以分为电晕放电、介质阻挡放电和射流放电三个阶段,并且可以通过放电电压、电流波形的特征进行区分。分析可知,射流管管径较大时,采用螺旋针状内电极结构可以减小电极间的平均气体间隙距离,从而降低气体的击穿和维持电压,使放电更加容易进行;电压反向过程中残留电荷使得合成电场得到加强,气体将"提前"发生放电;由于电极结构的不对称,气体在正半周期更容易发生放电,放电产生的电流脉冲数目更多,电流值更大;随着外加电压增大至14k V,放电最终过渡到丝状放电状态。

摘要：为研究低温大气压等离子体灭菌机理,设计了一种单电极等离子射流装置。使用该装置对枯草杆菌芽孢进行了细菌灭活实验。利用扫描电镜(SEM)观察了氩等离子体处理前后细菌芽孢的形貌变化;测量了等离子体处理后枯草杆菌芽孢蛋白质泄漏量,并进行了光谱诊断。实验结果表明枯草杆菌芽孢经氩等离子体射流处理5 min后,芽孢杀灭率低于两个量级。温度和紫外光在细菌灭活中作用较小,羟基自由基不起主要作用。SEM结果显示氩等离子体处理5 min后枯草杆菌芽孢形态基本保持完整。根据SEM、蛋白质泄漏量和发射光谱分析结果,推断高能粒子在细菌灭活中起主要作用。高能粒子对细菌细胞壁和细胞膜造成一定的刻蚀作用,并最终导致了枯草杆菌芽孢的失活。

摘要：在发动机爆轰管内快速优化点火起爆问题的研究中,产生稳定的爆轰波可使发动机获得稳定的推力。为明确上述过程,采用等离子射流快速起爆,建立多相爆轰模型,应用高精度CE/SE方法数值求解,研究等离子体射流对脉冲爆轰发动机起爆过程的影响。仿真结果表明:等离子体射流点火方式能很好的实现燃烧转爆轰过程,并形成稳定的爆轰波。射流能量和时间对燃烧转爆轰有显著的影响,当等离子体射流充分点燃可爆混合物,继续增加射流能量和时间对燃烧转爆轰影响较小。仿真结果对脉冲爆轰发动机的实验与设计均具有重要指导。