纳秒脉冲放电等离子体辅助燃烧技术应用前景广阔，既可用于发动机点火和火焰稳定，又可降低废气排放、提高燃烧效率。近十年以来，通过设计各类巧妙的等离子体助燃实验，借助先进的光学诊断技术和数值仿真手段，研究人员在纳秒脉冲等离子体与燃烧相互作用机制、各类参数对助燃的影响以及在发动机燃烧室中的应用等方面都取得了不少重大研究成果。...
为提高放电等离子体强度并提升VOCs的降解效率，采用线—板型放电装置，在低压电极表面涂敷多孔绝缘材料，利用负直流电晕放电诱发低压电极多孔绝缘材料微放电发生，通过考察绝缘层电阻率、薄膜厚度、孔数、孔径等参数对放电伏安特性和生成臭氧浓度的影响，对负直流电晕放电诱发低压电极微孔放电体系的实验参数进行优化。实验结果表明：与采用裸...
为研究基于介质阻挡结构产生的大气压辉光放电（atmospheric pressure glow discharge，APGD）正柱区的消散特性与放电时域非线性行为的具体对应关系，借助大气压氦气介质阻挡放电（dielectric barrier discharges，DBD）的一维流体模型，仿真研究了不同外施电压频率下APGD中时域非线性行为的演变过程，并进一步统计、分析了不同状态的放电下，...
大气压等离子体射流阵列是适合大面积复杂材料表面处理的等离子体形式。针对材料表面处理对大面积等离子体源的需求，在实现大气压一维心等离子体射流阵列的基础上，在工作气体中添加六甲基二硅醚（HMDSO）来获得含憎水性成分的射流阵列放电，利用电学和光学的诊断方法诊断射流阵列的放电特性，并研究了外加电压幅值和HMDSO体积分数变化对射流阵...
为了有效增加合成射流激励器的放电强度，提高放电稳定性，使用直流电源和不同类型的触发电源，对三电极合成射流激励器的放电特性进行研究，提出了设计准则，优化了电极布局。结果表明：触发电源脉冲电压的上升时间对触发特性有重要的影响。纳秒触发源电压上升时间与击穿延迟时间相近，可促使2个放电通道同时形成，实现同时击穿；微秒触发源配...
为解决常规等离子体水处理技术中存在的处理时间长、处理量有限等问题，促进等离子体技术在饮用水应急净化领域的应用，研究了基于微流注与微辉光的强电离放电快速水处理技术。实验利用大气压强电离放电协同水力空化技术，在水中产生高浓度活性氧自由基，进行水中大肠杆菌的杀灭剂效、时效关系研究，同时研究了不同水质水源水的灭菌效果和水质改...
为了获得具有快速上升、下降沿的高频纳秒脉冲，对传统雪崩单管电路的改进电路进行了试验，验证了改进电路能加快充电速度的可行性。设计了两种10级Marx型纳秒级正脉冲发生器，发生器采用磁环隔离的驱动方案，主电路拓扑结构中采用二极管代替传统Marx电路中的所有电阻。在100Q的阻性负载下进行放电实验，最终重频工作状态下输出峰值上千伏的纳秒...
绝缘材料表面电荷衰减特性在一定程度上反映了介质材料表面电学性能的好坏，其变化会影响材料的极化、抗静电性能以及闪络性能。如何对绝缘子表面电荷分布进行准确的测量具有重要意义。基于自主搭建的表面电位测试系统，在针一板电极下，研究了不同测量条件（电压幅值、充电时间、有无栅极网、相对湿度）对环氧树脂材料表面电位测量的影响，并提...
为深入理解低气压板-板与多针-板电极结构甲烷气体DBD放电特性的差异，主要设计并测量了两种电极结构的放电特性，研究了放电电气参量随气体压强变化规律，测量了两种电极结构的放电区发射光谱，诊断了两种电极结构CH双原子分子的转动温度，利用转动温度近似气体温度，得到了气体温度随气压变化的规律，并对所得到的结果进行了分析和讨论。结果...
为实现等离子体和催化材料的紧密结合，构建了电晕放电极、辅助电极、催化材料和接地极组成的反电晕放电体系。采用伏安特性、图像分析、发射光谱和粒子成像测速技术研究反电晕放电过程和等离子体特性。结果表明：基于直流电晕放电，在颗粒层或蜂窝表面和孔道中发生二次放电，产生了反电晕等离子体；发生反电晕时，电流显著增大，在相同电压条件...
离子引出是一个涉及多粒子相互作用、多物理场耦合的复杂物理过程，研究引出过程中不同参数对于引出特性的影响，对于优化离子引出过程的工艺参数具有一定的指导意义。为此基于描述非平衡等离子体输运特性的物理数学模型，推导了描述金属等离子体引出过程中各组分运动规律的一维电子平衡流体模型，并通过与解析解和实验测量结果的对比验证了所发...
大气压低温等离子体富含高活性粒子，在生物医学、薄膜沉积、环境治理等领域表现出巨大的潜在应用价值。为此，针对不同频率正弦交流电压下大气压氦气平行平板型介质阻挡放电（DBD），开展其放电行为和基本特性的研究，包括放电电流峰值、放电功率、气隙的首次和稳态击穿电压、发射光谱及其微秒放电图像。研究发现：随着频率的增加，更易获得稳...
大气压介质阻挡放电（DBD）因其广泛的应用前景而备受关注，其中，如何获取均匀稳定的放电是相关研究中的关键问题。短间隙平板电极的氦气DBD易于产生稳定的弥散放电，但前期的实验研究发现，其在一定的条件下可呈现出不对称、多倍周期和混沌等时域非线性现象。鉴于此，借助氦气DBD的1维流体模型仿真，研究了其在外施电压幅值变化时所诱导的放电...
为提高氧活性粒子与水的传质速率，利用自行研制的高浓度氧活性粒子溶液产生设备，通过对液相单位体积传质系数（kea）的计算，研究了水力空化气液混溶过程中，水温、水力空化气液混溶器进、出水端压力差（pin-out）和气液体积比（VG／VL）及pH值等关键参量对氧活性粒子与水传质速率的影响。研究结果表明：氧活性粒子经水力空化作用传质进入水中...
为了研究真空脉冲放电中放电电流产生的磁场对生成的等离子体的束缚效果，设计了一种锥-螺旋状的真空放电电极结构，借助Ansoft Maxwell 3D电磁场仿真软件，对比分析了锥-筒状电极与锥-螺旋状电极的磁场分布，重点讨论了采用锥一螺旋状电极放电时电极内部自磁场、阴阳电极间的相对位置关系、螺旋状阳极的内径等因素对真空放电等离子体生成特性的...
为了研究带有沿面放电的点线四边形斑图的形成，采用空气一氩气介质阻挡放电装置，在降压过程中首次观察到了带有沿面放电的点线四边形斑图，该斑图由带线亮点、不带线亮点和连线构成，且连线构成的四边形结构与斑图成45°。斑图的演化经历了4个过程：类六边形斑图、带有沿面放电的点线四边形斑图、格子四边形斑图和随机放电丝。采用高速录像机对...
为提高高压静电分选效率，寻求产生最佳电场的新型排针电极结构，采用自制新型排针—辊式高压放电装置，探究了放电针直径对电晕放电性能的影响；设计了一种新的测量装置，实现了对单根及多根放电针上放电电流的测量，为了在相同电压下得到更好的放电效果，对35根放电针中的偶数序号放电针缩进5次、每次5mm，进行比较研究；在MATLAB平台上，利用...
为了分析在小间隙下介质阻挡放电丝的生成机理，以体放电和沿面放电为研究对象，探讨了其在流光放电机制下的形成过程。采用针-板介质阻挡放电装置，在大气压氩气中形成了稳定的放电。利用电学和光学方法，研究发现，随外加电压的增加放电由单丝发展为多丝，在此过程中，发光脉冲的强度增加，且半周期的发光脉冲个数也增加。对于正半周期放电的...
为了提高兆瓦级中性束注入器束流引出成功率及品质，利用IGBT能快速开关及其高载流能力的特点研制了全固态抑制极电源。该电源主要由10个500V／20A的模块电路依次串联组成，每个模块由隔离变压器、整流滤波、IGBT管及其驱动电路、续流二极管及辅助供电组成。各模块间通过光纤由嵌入式系统STM32实现参数设置、控制和保护监测。同时对抑制极电源与...
与传统的甲烷催化制氢技术相比，低温等离子体技术具有能耗低、无需催化剂、启停迅速、可在常温常压下运行等优点，具有良好的应用前景。为此，研究了空气载气下磁旋滑动弧放电等离子体的物理特性，并开展了甲烷部分氧化重整制氢实验。结果表明：空气体积流量分别为2L／min、8L／min、16L／min时，电弧均可稳定旋转，转速最高为111r／s，且存在...
为了揭示非定常等离子体激励在压气机内流近壁区的流动控制机理，建立了等离子体激励流动控制的计算模型，采用基于shear stress transport（SST）湍流模型的尺度自适应雷诺平均／大涡（RANS／LES）混合模拟方法进行非定常数值模拟，研究了非定常等离子体激励的耦合作用机理。结果表明：机匣近壁区转子吸力面流动分离导致叶顶泄漏涡破碎并触发转...
驱动电压波形对于介质阻挡放电等离子体激励器的放电状态和激励性能均有影响。基于典型构型的介质阻挡放电等离子体激励器（DBDPA）在静止大气中的放电实验，通过电学测量和电子天平测力，分别获得了不同驱动电压波形下DBDPA的放电电流一电压信号和射流产生的时均反推力等物理量。驱动电压波形主要包括正弦波、方波、对称三角波和正、负斜波。基...
为研究等离子体对超燃尾喷管性能的影响，在尾喷管入口的组分中添加一定量的O、H和OH自由基以模拟等离子体的化学效应。采用9组元19步反应的H2／Air化学动力学模型、有限体积法隐式格式和RNGk—ε湍流模型对尾喷管中的化学非平衡流动进行了数值模拟。结果表明：对于飞行马赫数Ma∞=11，飞行高度h=40km，以H2为燃料的超燃冲压发动机，其尾喷管流动...
为研究正极性聚丙烯驻极体对5-氟尿嘧啶（5-FU）压敏胶贴剂和含化学促渗剂（质量分数3％氮酮）5-FU压敏胶贴剂中药物体外释放的影响，采用常温电晕充电技术制备1000V和2000V驻极体，以压敏胶Eudragit E100为基质，柠檬酸三丁酯为增塑剂，水溶性氮酮为化学促渗剂，制备驻极体5-FU贴剂。借助于Franz扩散池和高效液相色谱仪检测贴剂的体外累积释放...
伞裙结构是影响复合支柱绝缘子雨闪电压的重要因素之一，通过伞裙结构优化可以改善绝缘子雨闪特性。为此用正交试验方法选取伞裙参数，利用有限元软件ANSYS对复合支柱绝缘子建模仿真，研究淋雨状态下伞间距、大伞伸出、大小伞伸出差对一大一小伞型绝缘子电场分布的影响，提出伞裙沿面电场、空气间隙电场作为绝缘子伞裙优化判据。结果表明：大伞...
时域介质响应数学模型的合理构建及其参数辨识的准确性对评估油纸绝缘老化状态至关重要。针对原有模型未能真实反映极化过程，引入了微观动力学的线型因子，建立了非典型线型的介质响应函数；首次提出了二次时域微分解析法用于不同弛豫过程的分解，该方法不仅能准确判定极化支路数，而且所提取的谱线特征量，确保了介质响应参数辨识的唯一性。最...
为降低输电线路覆冰事故的影响，对输电线路覆冰厚度进行准确的短期预测将能够有效地指导电网抗冰工作。为此从输电线路覆冰是一种时间累积过程的角度出发，提出了一种基于时间序列分析与卡尔曼滤波算法混合的线路覆冰短期预测模型。模型利用导线覆冰量的时间数据序列所具有的自相关性和时序性，有效减少了现有覆冰预测模型由于测量到的各种微气...
针对现有气体绝缘变电站（GIS）母线设计只考虑主导体温升，不考虑GIS内绝缘水平的现状，提出了基于GIS内SF6气体介质击穿判据的GIS母线设计方法，较之传统的GIS母线设计方法，该方法对GIS运行可靠性的考虑更全面。在SF6气体击穿判据的基础上，提出击穿裕度Em的概念。并建立求解Em的电磁场-温度场-流场等多场耦合模型，讨论了影响Em的因素。在此...
为保障±200kV换流站直流场生产运行的顺利进行，避免带电体与接地体／人之间发生放电造成事故，根据直流场内各带电设备与接地设备的相对位置，归纳出直流场内可能存在管母线-墙、管母线-人、分裂母线-人、平波电抗器-栅栏、分裂母线-墙、分裂母线-栅栏这6种典型的空气放电间隙，制作1：1的实物模型模拟这些带电体和接地体以及人。采用正极性250...
高压直流输电系统出现潮流反转或电压陡变情况，换流变压器的油纸绝缘会承受极性反转电压，往往容易造成绝缘失效。为研究此过程中油纸绝缘界面电荷特性，利用静电容探头法测量了极性反转过程和电压陡变条件下油纸沿面绝缘结构界面电荷密度的变化。发现了油纸界面电荷能加强外施电压极性反转时刻的瞬态电场，加强程度与积聚的界面电荷密度成正比...
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