流注放電的混合數(shù)值方法與解析模型研究.pdf

1、流注放電廣泛存在于不同形式的氣體放電中,探索流注放電的發(fā)展規(guī)律對(duì)于研究氣體放電的物理機(jī)理和指導(dǎo)高電壓與絕緣的工程設(shè)計(jì)具有非常重要的意義。在過(guò)去的約一個(gè)世紀(jì)里,針對(duì)流注放電,很多學(xué)者采用不用的方法(實(shí)驗(yàn)測(cè)量、理論推演和數(shù)值仿真)進(jìn)行了大量的研究。然而流注放電是一個(gè)在空間尺度和時(shí)間尺度上變化都非常劇烈的物理過(guò)程,實(shí)驗(yàn)方法很難測(cè)量其微觀(guān)參數(shù)。數(shù)值仿真雖然能夠彌補(bǔ)其不足,卻受限于間隙尺寸和計(jì)算機(jī)資源,本身也存在算法難度大的問(wèn)題。從物理的角度出發(fā)

2、建立流注放電的解析模型,也一直受到學(xué)者們的關(guān)注。然而已有的解析模型無(wú)法全面描述流注發(fā)展過(guò)程,有些模型還依賴(lài)于數(shù)值仿真的結(jié)果。
　　本文首先提出一種混合有限元-有限差分-通量校正傳輸法(h-FE-FD-FCT),即采用有限元法求解空間電場(chǎng),采用有限差分-通量校正傳輸法求解流注發(fā)展的輸運(yùn)方程,該數(shù)值方法綜合了有限元易于處理不規(guī)則邊界和有限差分高效求解輸運(yùn)方程的優(yōu)點(diǎn)。然后采用該混合數(shù)值方法,對(duì)典型均勻電場(chǎng)和不均勻電場(chǎng)下的流注放電進(jìn)行了仿