计算物理

作者：张瑞, 陈雷, 曾文, 鞠迎昕, 李南禹, 宋鹏

关键词：介质阻挡放电, 甲烷, 等离子体, 电子密度, 电子温度, 数值模拟

为探寻改善农用内燃机燃烧的关键技术, 分析同轴式介质阻挡放电过程中甲烷等离子特性及其影响因素, 建立具有二维轴对称结构的激励器模型。采用有限元法对其放电过程进行数值研究, 分析不同电压幅值和介质材料下电子密度、电子温度、CH3和H数密度的变化。模电压幅值影响电流的变化, 电子密度和电子温度的变化又受电流的影响。在输入电压改变时, 电离甲烷的能量随电压大小而改变, 随着电压幅值的增加, 电子密度和电子温度都会增加, 并且当粒子之间碰撞消耗的能量大于电离释放的能量时, 电子密度、温度均下降。CH3和H的数密度随时间一直增加, 电压幅值越大, 增长速率越快。电子密度和电子温度随着相对介电常数的增加而增加, 均呈现先增加后减少的趋势; CH3和H的数密度则随相对介电常数的增加而增加; 增加电压幅值和相对介电常数均会进一步加剧甲烷的电离。

来源：2025年第1期

《计算物理》期刊编辑部

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