Automated Fluid Model Generation and Numerical Analysis of Dielectric Barrier Discharges Using Comsol
MCPlas是一个功能强大的工具，自动生成流体模型，应用于分析工作在不同制度的介质阻挡放电。MCPlas由许多MATLAB \textsuperscript{\textregistered}脚本组成，并使用COMSOL Multiphysics \textsuperscript{\textregistered}模块LiveLink \textsuperscript{\texttrademark} for MATLAB \textsuperscript{\textregistered}从头开始构建基于方程的COMSOL Multiphysics \textsuperscript{\textregistered}模型。目前的贡献突出了如何MCPlas是用来实现非热等离子体在空间上的一维和轴对称的二维几何形状的时间相关的模型，并强调了建模过程的自动化的好处。利用MCPlas生成的模拟程序分别研究了亚大气压和大气压下氩气中的扩散和非连续介质阻挡放电。不同层次的模型的复杂性之间的无缝过渡，相对于所考虑的模型的几何形状被证明。所提出的调查单灯丝介质阻挡放电与介质表面的相互作用表明，高技术相关性的复杂现象可以通过使用COMSOL Multiphysics \textsuperscript{\textregistered}通过MCPlas实现的等离子体模型来解决。
2022-01-19 physics.plasm-ph
Discharge characteristics and parameter diagnosis of dielectric barrier discharge patterns in double-gap configuration
College of Physics Science and Technology, Hebei University（河北大学物理科学与技术学院）；Engineering Research Center of Zero-carbon Energy Buildings and Measurement Techniques, Ministry of Education（教育部零碳能源建筑及测量技术工程研究中心）
本研究通过双电极配置产生多种模式放电，利用光学和电气方法分析其放电特性及时间相关性，揭示了放电模式的点燃过程和发光时间叠加效应。
2026-01-12 physics.plasm-ph
Discharge at the Microscale: Using Optical Tweezers to Observe Muon-Induced Discharges of a Levitated Microparticle in Air
Institute of Science and Technology Austria（奥地利科学技术研究所）
研究通过光学镊子观察悬浮微粒在空气中微尺度放电现象，揭示其由附近离子化辐射留下的离子快速捕获引起，为电极自由环境下的放电物理研究提供平台。
2026-04-17 cond-mat.soft physics.ao-ph physics.optics
Study on the atmospheric pressure homogeneous discharge in air assisted with a floating carbon fibre microelectrode
基于增加初始电子数和为放电空间提供合适的电场强度分布的考虑，提出了一种采用浮动碳纤维电极的线-柱型电极结构实现空气中大气压均匀放电的方法。对电极特性的研究表明，该结构可以充分利用碳纤维微电极的微放电过程和螺旋电极良好的放电效果，为放电空间提供充足的初始电子。另外，这种结构中电场分布的不均匀性和渐变性有利于电子雪崩的缓慢增长。从而降低了初始放电电压，抑制了附加放电通道的形成，为大气中的均匀放电提供了理论上的可能。实验结果表明，在6.0kV的外加电压下，在内径为6 mm的PFA管中可以实现三维均匀放电，放电均匀性好，放电规模大。
2020-04-09 physics.plasm-ph
A combined study for turning CO$_2$ and H$_2$O into value-added products in a dielectric barrier discharge
结合实验和广泛的建模，包括化学动力学分析，进行了CO $_2$ /H $_2$ O等离子体在介质阻挡放电。这提供了更好地理解与等离子体的反应性和转化为增值产品（如甲醇）相关的机制。
2016-05-02 physics.chem-ph physics.plasm-ph
Simulation of plasma water interaction with discharge in the existing bubble in water
等离子体-液体相互作用是等离子体技术中的一个重要问题。采用有限元法（FEM）对3种不同几何形状的介质阻挡放电进行了二维模拟，研究了水中球形气泡放电的数值模拟。在不同的时间内，电子密度随电压、频率、介质厚度和气泡半径的变化进行了研究。结果表明，电子密度随电压、频率和气泡半径的增加而线性增加，而随介质厚度的增加而线性增加。高的等离子体密度表示足够的等离子体-水相互作用。
2022-08-25 physics.plasm-ph
Initial transient stage of pin-to-pin nanosecond repetitively pulsed discharges in air
研究了空气中针-针结构纳秒重复脉冲放电在初始20个放电脉冲的瞬态过程中放电参数的变化规律。采用相干微波散射（CMS）、光发射光谱（OES）和激光瑞利散射（LRS）测量了重复频率为1、10和100 kHz的NRP放电间隙中的气体和等离子体参数。对于10和100 kHz的重复频率，检测到记忆效应（当由先前放电脉冲引起的扰动直到随后的脉冲才完全衰减时）。对于10 kHz的NRP放电，放电参数经历了显着的变化后，第一个脉冲，并继续大幅波动之间的后续脉冲，由于气体密度和温度的快速演变，在100 us脉冲间的时间所造成的强烈的重新分布的流场在该时间尺度上的间隙。对于100 kHz的NRP放电，放电脉冲参数达到一个新的稳定状态后，约五个脉冲开始。这种新的稳定状态与放电脉冲之间的可再现性好的参数和与第一放电脉冲相比击穿电压、放电脉冲能量和电子数密度的大幅降低相关联。
2022-03-30 physics.plasm-ph
Investigation of Space-Time Structure of the Discharge with an Electrolytic Anode and Face-Type, Air Half-Space Directed Cathode (Gatchina's Discharge)
尽管球形闪电模型的能力有限，但放电的化学活性尘埃等离子体是一个非常有趣的物理对象。Gatchina的放电为研究尘埃-气体火球提供了可能性，它代表了一个复杂的非稳态过程，将相对长寿的高焓微观状态的产生和破坏与非理想尘埃等离子体和气体动力学形式相结合，导致出现球形发光物体。在目前的工作中，我们研究了空间结构的放电及其动力学的帮助下，电气和光学测量。
2008-04-07 physics.plasm-ph
3D fluid modeling of positive streamer discharges in air with stochastic photoionization
流光放电是在闪电和火花之前的薄等离子体通道。它们通常以随机树状结构的形式成束演化，并且由于其多尺度性质而固有地难以建模。在本文中，我们进行了计算机调查的正流光放电在空气中使用当代光电离模型。我们报告三维计算机模拟的条件下，可在实验室火花隙实验。这些解决方案展示了由流注波动、分支和放电树的形成组成的多尺度形态。一些分支相对较粗且噪声较大，而另一些分支较细且光滑，并且在其尖端处携带超过$250\,\textrm{kV/cm}$的电场。我们的研究结果与过去的实验是一致的，并澄清了令人困惑的分支动力学和随机形态的正流光放电。
2020-04-09 physics.plasm-ph
Force measurements in positive unipolar wire-to-plane corona discharges in air
将空气中正单极线对面电晕放电产生的力的测量结果与数值模拟进行了比较。所产生的力不依赖于离子或电子迁移率，防止这些参数的不确定性和变化的影响。描述了一种方法来模拟线到平面设置的电压和电荷分布。该方法能够确定单极和双极放电之间的过渡。在实验装置中，空气的击穿电场随着放电电流的增加而减小。
2004-07-12 physics.ao-ph physics.plasm-ph
Multi-Electrode Dielectric Barrier Discharge Actuators: Geometrical Optimization of High Power Density Array
本文通过实验优化可扩展多电极DBD阵列几何结构，利用带电阻分段电极抑制串扰并延迟滑动与丝状放电，实现超过250 mN/m推力和15 mm以上壁面射流厚度。
2024-12-02 physics.plasm-ph
Plasma Kinetics in Electrical Discharge in Mixture of Air, Water and Ethanol Vapors for Hydrogen Enriched Syngas Production
对乙醇-水混合气体放电的等离子体动力学进行了理论和实验研究。放电是在腔中燃烧，由空气射流泵在电极之间形成，放置在乙醇水溶液中。研究发现，当乙醇和水在溶液中的量相等时，放电产生的氢气产率最大。结果表明，氢气的产生量随放电功率的增加而增加，在较高的放电功率下达到饱和。实验测量和数值计算的主要稳定气相组分的浓度，同意在大多数情况下。
2008-07-01 physics.plasm-ph
DC-Augmented Dielectric Barrier Discharge (DCA-DBD)
本文通过外部直流增强场研究介质阻挡放电（DBD）的多物理场相互作用，发现正DCA单调增加壁面平行力，并提出振荡残余电荷相互作用机制解释水平推力超过2倍的增长。
2024-03-26 physics.plasm-ph
The role of vibrational temperature variations in a pulsed dielectric barrier discharge plasma device
介质阻挡放电（DBD）等离子体的使用已经成为进行表面处理的实用方式，并且人们寻求以更有效的方式进行表面处理，这需要控制等离子体参数，如旋转和振动温度（T_rot和T_vib）。由于大气压等离子体射流的T_vib是与表面处理的改进相关的重要参数，在这项工作中，分析了两种方法来增加DBD等离子体中的T_vib值。其中一种方法是减小DBD反应器的出口尺寸，另一种方法是改变气体流量。对这两种情况下导致振动温度升高的原因进行了解释。
2018-11-30 physics.plasm-ph
Dynamics of an impulse dielectric barrier discharge in pure ammonia gas using electrical characteristics and imaging analysis
Institut Jean Lamour, Université de Nancy（让·拉缪尔研究所，南锡大学）；Groupe de Recherches sur l’Énergétique des Milieux Ionisés, Université d’Orléans（离子介质能源研究组，奥尔良大学）
研究纯氨气体中脉冲介质屏障放电在不同电压、压力和气体间隙条件下的动力学行为，通过电流测量与图像分析揭示快速激发和电离波速与上升电流速度之间的强相关性。
2026-09-28 physics.plasm-ph
Formation mechanisms of striations in a filamentary dielectric barrier discharge in atmospheric pressure argon
本研究采用二维流体-泊松模型探究大气压氩气单丝DBD中条纹的形成机制，发现条纹形成于瞬态辉光阶段，由亚稳态氩原子逐级电离和准分子电离导致载流子分布扰动引发，明确了激发态与逐级电离过程的关键作用。
2023-03-12 physics.plasm-ph
Dielectric-barrier discharges in two-dimensional lattice potentials
采用针栅电极在平面介质阻挡放电（DBD）系统中引入波纹电位，使外加电场幅值具有二维正方形点阵的轮廓。晶格势为系统中等离子体细丝的空间分布提供了模板，并对可以形成的图案具有显著的影响。细丝在晶格晶胞内变得局部化的位置随着放电间隙的宽度而变化。当细丝在晶格中填充过度或填充不足时出现的图案让人想起在其他涉及二维晶格的物理系统中观察到的图案。我们认为，晶格驱动的介质阻挡放电和物理学的其他领域之间的联系可能会受益于进一步发展的模型，处理相互作用的粒子等离子体细丝。
2011-11-16 nlin.PS physics.plasm-ph
Electron density fluctuations accelerate the branching of streamer discharges in air
分支是流光放电动力学的一个基本要素，但今天它只被定性地理解。分支流光树中观察到的变化和不规则性表明，随机项是相关的流光分支的描述。在这里，我们认为电子密度波动由于离散粒子数作为一个源的随机性在空气中的正流光在标准的温度和压力。我们推导出一个定量估计的分支距离，同意在一个因子2与实验值。由于没有噪声的分支将发生在以后，如果在所有，我们得出结论，随机粒子噪声是相关的流光在大气压力下在空气中的分支。
2011-02-07 physics.plasm-ph
One Dimensional Modeling Of Dielectric Barrier Discharge in Pure Oxygen at Atmospheric Pressure Using Comsol Multiphysics
为了更好地理解和解释间隙中存在的物质的物理行为，本文提出了一个介质阻挡放电的模型，用Comsol Multiphysics软件描述和模拟了大气压下纯氧介质阻挡放电的电击穿过程。对于这个模型，我们更喜欢使用基于物理的动力学方法使用1D几何来模拟。介质阻挡放电在臭氧发生、表面处理、光源等环保行业有着广泛的应用。该模型包括数值模型和化学模型。本文介绍了它的电流特性和电压特性。林隙中现存物种和新产生物种的密度也被提出。
2023-02-23 physics.ao-ph physics.plasm-ph
Transient spark dielectric barrier post-discharge plasma reactor with a liquid electrode for dye degradation: A primary study
University of Delhi（德里大学）
本研究提出一种液电极介质屏障等离子体反应器，用于高效降解合成染料，探索其在纺织废水处理中的应用潜力。
2026-01-01 physics.app-ph physics.bio-ph physics.chem-ph
The inception of pulsed discharges in air: simulations in background fields above and below breakdown
我们调查放电起始在空气中，在均匀的背景电场以上和以下的击穿阈值。我们进行3D粒子模拟，其中包括一个自然水平的背景电离的形式，积极和O $_{2}^-$离子。当电场上升到高于击穿和脱离阈值时，电子可以从O $_{2}^-$脱离并开始电离雪崩，这在空气中是相似的。这些雪崩一起创建一个大的放电，在许多流体模拟中发现的“双头”飘带。另一方面，在低于击穿的背景场中，必须有某种东西充分增强场，以形成流光。我们使用一个强电离种子的电子和正离子，我们观察到的增长，积极流光。未观察到负流光。击穿以下，电子脱离的列入并没有改变结果太多，我们观察到类似的放电发展，在流体模拟。
2014-05-28 physics.plasm-ph
Plasma propagation dynamics in a patterned dielectric barrier discharge at different length scales
填充床等离子体反应器（PBPR）固有地具有复杂的几何形状，其中电极之间的体积填充有介电/催化颗粒以形成空隙和空腔的阵列。该设计产生多个长度尺度，即等离子体区域的尺寸（厘米量级）、介电/催化颗粒的尺寸（毫米量级）以及可达到微米尺寸的颗粒（或空腔）和/或表面孔之间的空隙的尺寸。等离子体形成为连接或分段的微放电的阵列。在这些不同的长度尺度上的等离子体传播的理解是重要的，在优化和控制这个过程。在这项工作中，我们调查的放电形成和传播在不同的长度尺度作为施加电压的函数在一个简化的设计PBPR，图案化的介质阻挡放电（p-DBD），在大气压下的氦气中操作，使用相位和空间分辨光学发射光谱（PROES）。p-DBD基于面向等离子体的玻璃半球的阵列，该玻璃半球被实现为两个电极中的一个，并且以六边形图案规则地排列。等离子体在最小间隙的位置处作为辅助性微放电被引发，随后在电介质表面上作为表面电离波的电子的径向加速，以最终在颗粒之间的空隙处，即在接触点处形成表面微放电。随着电压幅值的增加，在接触点处产生后续的表面微放电脉冲。每个表面微放电（S-MD）的等离子体发射被发现由微观结构组成，其发射强度作为驱动电压幅值的函数而增加。相邻的微放电相互作用，以产生从阵列的中心到边缘的波状发射强度传播。
2020-11-08 physics.plasm-ph
A Computational Study of Negative Surface Discharges: Characteristics of Surface Streamers and Surface Charges
我们研究了空气中负表面放电的动力学，通过数值模拟与二维流体模型。使用由嵌入在平行板电极之间的平坦电介质组成的几何形状。与体相气体中的负流光相比，负表面流光被观察到具有更高的电子密度、更高的电场和更高的传播速度。另一方面，它们的最大电场和速度低于正表面流光。在我们的模拟中，负表面流光是较慢的较大的相对介电常数。当负流光沿电介质表面传播时，负电荷在电介质表面上积聚，这可导致电介质内部的高电场。如果我们最初在电介质上放置负表面电荷，则负表面放电的增长被延迟或抑制。正表面电荷具有相反的效果。
2020-05-19 physics.plasm-ph
Unveiling the role of dielectric trap states on capacitively coupled radio-frequency plasma discharge: dynamic charging behaviors
从理论和Particleincell/MonteCarlo碰撞模拟两方面研究了介质边界材料中电荷陷阱态对电容耦合射频等离子体放电的影响。研究发现，壁材料的陷阱态主要通过改变固体边界内积累的动态表面电荷引起的离子感生次级电子发射（SEE）系数来控制放电特性。首先建立了一个考虑表面荷电的综合SEE模型，该模型综合考虑了价带电子分布、电子陷阱密度以及通过俄歇中和和去激发捕获的电荷。理论分析揭示了陷阱态对鞘层溶液、稳定性、等离子体密度和温度、粒子和功率平衡等的影响。模拟结果表明，随着电荷相关发射系数的增加，平均射频鞘层电势降低。随着气体压力的增加，观察到的位移的最大电离率从体等离子体中心的等离子体鞘层界面，这也是由陷阱状态的电极材料的位移发生在一个较低的压力与陷阱考虑。此外，电荷陷阱有助于产生几何对称结构的非对称等离子体放电，这种效应在γ模放电中更为明显。
2021-01-09 physics.plasm-ph
Quantitative modeling of streamer discharge branching in air
本文利用纳入离散随机光电离过程的三维流体模型模拟空气中正流注分支，发现模拟结果与实验吻合，证实光电离噪声触发分支并验证了 Zheleznyak 模型。
2023-08-16 physics.plasm-ph
Neutral gas temperature maps of the pin-to-plate Argon micro discharge into the ambient air
本研究旨在探讨由高压直流电源供应的针-板电极组成的大气压氩气放电的二维温度图。在检测了微放电的稳定性后，利用三维移动平台驱动光纤探针对石英透镜聚焦的二维像面进行扫描。利用高分辨率光谱仪和高灵敏度增强型电荷耦合器件（ICCD）收集的氮辐射计算了转动和振动温度。转动温度在1558.15 ~ 2621.14 K之间变化，振动温度在3010.38 ~ 3774.69 K之间变化，表明放电尺寸小，温度梯度大。温度图显示了横向膨胀和径向上的急剧截断。确定了双层放电，其中电弧放电包覆辉光放电。
2015-02-17 physics.plasm-ph
Experimental study of the spatio-temporal development of meter-scale negative discharge in air
我们研究了在标准温度和压力下，在1至1.5米的空气间隙中，由约1 MV的Marx发生器驱动的负放电的发展。我们显示的放电与纳秒快速摄影与电气特性的演变。负放电发展通过四个区分流光突发。在不同的爆发中，流光具有不同的速度和寿命。最后一次爆发触发了正接地电极上的正初始云，并出现了正反向流光的爆发。预放电然后桥接间隙，并且先导从两个电极生长。最后形成了火花。仔细观察阴极附近的预电离区，我们发现孤立的点是潜在的分支点。这些点充当正流光的起点，正流光朝向高压电极移动。在我们的实验室里还发现了空间领导者和领导者踩踏火花等现象。
2013-12-20 physics.plasm-ph
Self-organized patterns by a DC pin liquid anode discharge in ambient air: Effect of liquid types on formation
在无外加气体的情况下，在空气中产生针式液体阳极直流放电，以在各种液体界面上形成自组织图案（SOP）。整个放电的轴向分辨的发射光谱显示，自组织图案的形成下的暗区，是可见的，主要是由于N2跃迁。高能N2（C）能级主要由界面局部增大的电场加热的电子碰撞激发。首次提出了液体类型对SOP形成的影响。在几乎相同的其他放电条件下，形成的SOP与HCl和H2SO4液体阳极显著不同。当两个液体阳极的放电电流和间隙距离改变时，重复SOP差异。讨论了SOP尺寸和离散化随放电电流和间隙距离的变化，证实了HCl液体阳极和自来水或H2SO4液体阳极形成的SOP不同。提出了一种可能的解释来解释SOP对液体类型的依赖性。
2019-11-24 physics.plasm-ph
Prediction of Re-Ignition Times in Dielectric Barrier Discharges
Leibniz Institute for Plasma Science and Technology (INP)（莱布尼兹等离子体科学与技术研究所）；Department of Plasma Physics and Technology, Masaryk University（马萨里克大学等离子体物理与技术系）；Institute of Physics, University of Greifswald（格赖夫斯瓦尔德大学物理研究所）
本文提出一种基于等效电路的降阶模型，用于预测介质阻挡放电中同一位置连续放电间的重燃时间，并通过模拟和实验验证，其预测不确定性可定量反映放电模式的空间有序性。
2026-09-25 physics.comp-ph physics.plasm-ph
Empirical Model for Discharge Current and Momentum Injection in Dielectric Barrier Discharge
介质阻挡放电（DBD）等离子体激励器具有不对称的直边电极结构，产生无运动部件的壁约束射流。库仑力和流体运动之间的相互作用作为DBD参数的函数的机制描述仍然不清楚。本文提出了一种实验研究的DBD致动器，包括电流与微放电，等离子体体积，和壁射流动量的范围内的AC频率（0.5 - 2 kHz）和峰-峰电压高达19.5 kV。放电电流测量具有高的时间分辨率，等离子体体积的特征在于光学，和由DBD壁射流引起的动量计算的基础上测量的轴向速度下游的致动器使用定制的皮托管。放电电流分析表明，正负半周期之间的不对称性，两个电流产生的经验拟合系数的幂律关系。等离子体长度与电压成线性关系，等离子体体积与电压成二次方关系。虽然等离子体长度在较高的频率下达到一个渐近值，但由于电离区高度的增加，等离子体体积也会增加。在一个简单的2D配置中，DBD壁射流动量显示出近线性的依赖关系与放电电流的电压和频率的范围内考虑在这项工作中。所提出的经验模型的特点DBD壁射流动量和放电电流的基础上，只有交流输入。通过对等离子体体积的估计，该模型可以用于确定更真实的数值模拟边界条件。
2020-12-03 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Dynamic Contraction of the Positive Column of a Self-Sustained Glow Discharge in Air Flow
研究了对流冷却矩形通道内空气中自持辉光放电的动态收缩过程。建立了一个圆柱坐标系下等离子体收缩的二维数值模型。该过程是由一组随时间变化的连续性方程的电子，正离子和负离子;气体和振动温度;和方程，占对流热和等离子体损失的横向通量。分析了从均匀状态到收缩状态的转变。结果表明，这种转变经历一个滞后，并在气体密度下降时，过渡的临界电流增加。讨论了电流沿背景气体密度梯度流动时等离子体的收缩态和均匀态共存的可能性。
2013-11-25 physics.plasm-ph
Experimental study on hard X-rays emitted from metre-scale negative discharges in air
我们调查米长的负放电的发展，并专注于其X射线发射。我们描述的外观，时间和空间分布的X射线。它们以纳秒级的脉冲形式出现，主要出现在阴极区。光谱可以由具有200 keV特征光子能量的指数函数表征。利用纳秒级的快速摄影技术，我们在记录X射线的时间内拍摄了预击穿现象的详细图像。我们发现双极放电结构，也被称为“试点系统”，在阴极附近。在我们以前的研究X射线从积极的放电，我们相关的X射线发射与正面和负面流光之间的遭遇。我们认为，类似的过程是负责X射线产生的闪电领导者。
2015-01-05 physics.plasm-ph
Spectroscopic of atmospheric pressure air jet plasma in transverses arc discharge
对高压直流电弧横向连续放电中的大气压空气射流等离子体进行了光谱表征。在200至1100 nm波长的光谱内，监测到所有显著的发射，并识别出N、O、H的所有激发原子线和NO、N2、O2、OH、CO、CN的分子带。利用分析CuI谱线510.5，515.3，521.8nm（电极发射产物）和N22 + -体系337.1nm（等离子体形成气体的主要成分）谱带的相对强度，测定了自由原子的电子激发温度Texc和分子振动和转动态的激发温度TV和TR.结果发现，在这种电弧放电空气等离子体的空间/时间演化过程中，没有本地LTE，和强烈的非zothermality的影响有一个地方在这种情况下。
2004-10-28 physics.plasm-ph
Computational study of simultaneous positive and negative streamer propagation in a twin surface dielectric barrier discharge via 2D PIC simulations
采用二维粒子模拟方法，对表面介质阻挡放电（SDBD）中等离子体流光的传播机制进行了研究。研究是在模拟空气混合物（80% N $_2$和20% O $_2$）、大气压、100 $\,$ kPa、直流条件和代表交流条件的脉冲直流波形下进行的。模拟的几何形状是对称的和完全暴露的SDBD的简化，导致在Al $_2$ O $_3$电介质阻挡层的任一侧上同时点燃正流光和负流光。为了确定这两个流光的相互作用，传播行为的积极和消极的流光都独立地和同时在相同的恒定电压条件下进行了调查。一个额外的焦点是恳求下的快速亚纳秒上升时间平方电压脉冲交替之间的正和负电压条件，从而提供洞察下的动态的流光交替极性开关。它示出，同时点燃的两个流光，以及使用脉冲直流条件，提供了增强的放电和增加的表面覆盖。它还表明，额外的拖缆分支可能会发生在一个截面，这是很难实验观察。增强的放电和表面覆盖可有益于许多应用，例如但不限于：空气净化、挥发性有机化合物去除和等离子体增强催化。
2021-02-18 physics.plasm-ph
Why isolated streamer discharges hardly exist above the breakdown field in atmospheric air
我们调查流注形成对流层，在电场以上的击穿阈值。利用全三维粒子模拟，我们研究了自然背景电离和光电离对放电形态的综合影响。在以前的研究中，基于确定性流体模型没有背景电离，所谓的双头流光出现。但在我们改进的模型中，许多电子雪崩开始在不同的位置生长。最后，雪崩集体屏蔽了放电内部的电场。这发生在我们称之为“电离屏蔽时间”之后，对此我们给出了分析估计。由于这个时间是相当的流光形成时间，我们得出结论，孤立的流光是不可能存在的领域远高于大气中的空气击穿。
2013-08-23 physics.plasm-ph
Transferred plasma jet from a dielectric barrier discharge for processing of poly(dimethylsiloxane) surfaces
在这项工作中，我们研究了使用介质阻挡放电（DBD）等离子体在两个不同的组件，一个使用的主要等离子体射流从传统的DBD和其他使用DBD等离子体射流转移的聚（二甲基硅氧烷）（PDMS）表面的处理。水的接触角（WCA）在等离子体处理时间的函数和老化时间的函数，以及PDMS样品的表面粗糙度的变化的演变进行了研究。我们还比较了两个等离子体的振动和旋转温度和第一次转移的等离子体射流的振动温度（T_vib）已被证明是较高的相比，与主射流。Tvib值的增加似乎是转移等离子体射流的粘附性能和表面润湿性改善的主要原因。振动温度的增加可能的解释。
2019-08-05 physics.plasm-ph
Spatial Templates for Studies of Patterns and Interactions in Dielectric-Barrier Discharges
我们使用不同的电极布局，以定制的电场在一个二维（2D）介质阻挡放电系统的轮廓，从而创建空间模板的放电灯丝的横向分布。我们的讨论集中在几个模板配置的模式和长丝之间的相互作用的形成。六角和正方形晶格模板产生的图案让人想起晶体表面上吸附原子的表面相。对于正方形晶格，相对晶格电极之间的横向位移修改了系统的图案形成行为。在条形电极布置中，每个放电灯丝终止于两个不同的足迹，并且所得到的图案表现出近晶行为。圆环模板建立周期性的边界条件，并产生一个新的图案，其中相邻的灯丝足迹形状不同。最后，电极具有隔离和孪生引脚被用来调查的配对和集群的灯丝。我们发现，在某些条件下，细丝对可以稳定在两个特征键的距离。我们还研究了距离的范围内，一个灯丝将防止点燃或湮灭附近的灯丝。
2013-05-04 cond-mat.mtrl-sci physics.plasm-ph
Two-dimensional simulation of Argon dielectric barrier discharge (DBD) in plasma actuator structure with COMSOL Multiphysics
Kharazmi University（卡拉兹米大学）；Institute for Plasma Research, Kharazmi University（卡拉兹米大学等离子体研究所）
研究利用COMSOL Multiphysics软件建立大气压下氩气DBD物理模型，研究不同电极间距及介质类型对等离子体参数的影响，发现埋入电极与暴露电极纵向距离影响流体流动控制关键参数，云母作介质时参数值最大，石英玻璃时最小。
2026-07-28 physics.plasm-ph
AC-Augmented Dielectric Barrier Discharge
针对DBD等离子体激励器在低雷诺数下实用的局限，本文通过三电极结构引入AC增强电场，实验表征其EHD增强效果，反相时推力最大达54 mN/m、力提升约40%，机理为第三电极的电荷牵引，为多级阵列开发提供基础。
2024-11-26 physics.plasm-ph
Degradation of organic compounds and production of activated species in Dielectric Barrier Discharges and Glidarc reactors
主要的杀菌机理与原子和自由基、带电粒子、激发分子、臭氧和紫外线辐射有关。ROS（活性氧）是众所周知的作恶者。这些物种很容易在环境空气和水中产生，它们的寿命足够长，可以到达细胞并攻击有机物。利用介质阻挡放电（DBD）和滑动电弧反应器（GAR）研究了干空气和湿空气中测试分子的转化。研究了介质中温度和能量沉积对DBD和GAR两种低温等离子体反应器中活性物种生成和有机物降解的影响。研究的主要产物是OH、O3、NOx、CO和CxHyOz副产物。实验分析表明，不同反应器的活性组分生成量有很大差异。GAR和脉冲DBD是两种化学处理方式，其中电离气体中重组分的温度是决定性的。通过回顾从两个反应堆中获得的物种生产，讨论是开放的等离子体去污。
2008-10-30 physics.plasm-ph
How pulse polarity and photoionization control streamer discharge development in long air gaps
一个2D的方法是用来模拟的属性出现的正和负流光从一个高压电极在一个长（14厘米）的空气间隙标准的压力和温度。所施加的电压从100到500 kV不等。为了揭示光电离的影响，计算了在流光头前面的种子电子产生的各种速率。正负流光性质的差异与流光头部前方电子漂移的不同方向有关。结果，对于正电压极性，流光头部处的峰值电场和流光速度更高。负流光通道中的平均电场约为正流光通道中的平均电场的两倍，这与长气隙中的可用测量结果一致。结果表明，在流光头前面的光电离不仅是重要的发展的强正放电，但发展的强负放电以及。光电离率的增加增加了正流光的传播速度，并延迟了负流光的传播。
2020-04-14 physics.plasm-ph
The peculiarities of near-cathode processes in air discharge at atmospheric pressure
用皮秒激光探测的方法研究了气隙击穿瞬间近阴极等离子体的形成。结果表明，在通过放电间隙的电流急剧上升后1-2 ns，在阴极表面形成了Ne~10^20 cm^-3和dNe/dx ~ 10^24 cm^-4的致密等离子体凝块。结果表明，这些高度电离的区域导致起源于阴极的火花通道的启动和发展。我们建议，所观察到的形成对应于阴极材料形成的侵蚀等离子体。
2018-04-04 physics.plasm-ph
Penetration Deep into Tissues of Reactive Oxygen Species Generated in Floating-Electrode Dielectric Barrier Discharge (FE-DBD): in Vitro Agarose Gel Model Mimicking an Open Wound
在本文中，我们提出了一种基于琼脂糖凝胶的体外模型，该模型可用于模拟例如开放性伤口的肮脏、油性、血腥和形态复杂的表面。我们证明了该模型的有效性，在模拟深入到组织的大鼠血浆中产生的活性物质的渗透深度，并确认与琼脂糖凝胶模型的渗透深度。我们设想，在未来这样的模型可以用于研究等离子体放电（和其他方式），并尽量减少使用活动物：血浆可以优化琼脂糖凝胶伤口模型，然后最终验证使用实际的伤口。
2013-03-14 physics.bio-ph physics.plasm-ph q-bio.TO
Experimental study of hard X-rays emitted from meter-scale positive discharges in air
我们研究了长正火花击穿的结构和演化，并研究了硬X射线脉冲在哪个阶段发射。将约1 MV的标准化雷电脉冲波形的正高压脉冲施加到约1米的环境空气中。放电演变的图像与几十纳秒的分辨率与增强CCD相机。LaBr3（Ce+）闪烁探测器记录了在该过程中发射的X射线。同步测量两个电极上的电压和电流。所有的测量表明，首先一个大而密集的电晕的正流光出现从高压电极。当它们接近接地电极时，负反向流光出现在那里，并且硬X射线的发射与正流光与负反向流光的连接一致。
2015-01-20 physics.plasm-ph
Adaptive multiscale methods for 3D streamer discharges in air
我们讨论了空间和时间自适应隐式显式（IMEX）方法并行模拟三维流体流光放电在大气中。我们研究战略推进流体方程和椭圆输运方程（如泊松）与不同的时间步长，同步它们的全球物理时间尺度，这是采取成比例的介电弛豫时间。使用较长的时间步长的电场导致可以诊断的数值误差，我们量化的条件下，这种简化是有效的。同样，使用三项亥姆霍兹模型的辐射传输，相同的误差诊断表明，辐射传输方程不需要解决的时间尺度精细比介电弛豫时间。椭圆方程是大多数拖缆模拟代码的瓶颈，这里给出的结果可能提供计算节省。最后，一个计算的例子，在针平面几何形状，使用高达700万个网格单元的3D分支拖缆。
2019-01-24 physics.plasm-ph
A low power flexible dielectric barrier discharge disinfects surfaces and improves the action of hydrogen peroxide
本文提出将柔性DBD等离子体源与3%过氧化氢协同用于表面消毒，在90秒内实现>6log10细菌载量降低，效果显著优于两种单独处理。
2020-11-08 physics.plasm-ph
Enhancement of DC-driven flashing corona by dielectric enclosure
在这项工作中，闪电晕增强的效果，通过引入聚四氟乙烯绝缘外壳附近的电极组件进行了研究。在没有电介质的空气中操作的放电能够在大约200 V的非常窄的电压范围内操作。脉冲频率低于1.2 kHz，电流峰值低于14 mA。将施加到正电极上的电压增加到超过该范围将导致电极之间的火花。当使用围绕高压电极的聚四氟乙烯管外壳时，稳定的闪光电晕操作的窗口扩展到3-5 kV。脉冲频率增加到12 kHz，电流峰值水平增加到约35 mA。当电压超过峰值脉冲频率时，脉冲频率将下降，直到放电脉冲完全停止。特氟龙外壳能够将沉积到放电中的平均功率从10毫瓦提高到220毫瓦。此外，增强的闪光电晕的产物气体被测试为主要是具有可追踪量的NO $_2$的臭氧。放电使用约150 eV和1950 eV每一个臭氧分子和二氧化氮分子分别。
2019-08-10 physics.plasm-ph
Two-color interferometer for the study of laser filamentation triggered electric discharges in air
我们提出了一个空间和时间分辨的干涉等离子体诊断上使用的中性束缚电子的折射率的贡献不能忽略的等离子体。通过同时记录等离子体在532和1064 nm处的光学指数，我们能够独立地提取中性和自由电子密度分布。我们报告的相位分辨率为30毫拉德，对应于最大分辨率的顺序为$4\times10^{23}~\mathrm{m}^{-3}$的电子密度，和$10^{24} ~ \mathrm{m}^{-3}$的中性密度。该干涉仪被证明是厘米级的火花，由空气中的激光激发，典型电流为几十A。
2014-12-02 physics.plasm-ph
Numerical investigation of stability of low-current needle-to-plane negative corona discharges in air
本文通过数值模拟研究针—板负电晕的无脉冲稳定条件及其失稳后Trichel脉冲形成机制，并与实验特性和稳定性极限吻合。
2025-06-07 physics.plasm-ph
Activated carbon-assisted anionic dye decomposition using a dual-liquid post-double dielectric barrier discharge plasma reactor
Mar Thoma College for Women（玛尔·多马女子学院）；University of Delhi（德里大学）
本研究构建双液后介质阻挡放电等离子体反应器，探究活性炭辅助降解三元阴离子染料的效果，发现其在碱性溶液中可提升降解速率，明确了不同pH下的降解机制。
2026-09-07 physics.app-ph physics.chem-ph physics.ins-det
Plasma Kinetics in the Ethanol/Water/Air Mixture in "Tornado" Type Electrical Discharge
本文介绍了一种新的改进的“龙卷风”型放电等离子体辅助重整乙醇为分子氢的理论和实验研究结果。数值模拟澄清了非热转化的性质，并解释了非平衡等离子体化学转化的气液系统中的动力学机制和作为放电参数和乙醇-水混合物中的比例的函数的重整过程中的氢的演变。我们还提出了一个等离子体动力学描述的化学反应方案。结果表明，所研究的反应器的某些特性至少不劣于其他等离子体化学反应器的特性。
2011-02-20 physics.chem-ph physics.plasm-ph
Plasmon induced transparency in an air-dielectric grooved parallel plate terahertz waveguide
在这篇文章中，我们研究等离子体激元诱导透明（PIT）效应的平行板波导（PPWG）包括两个类似的金字塔形槽。其中一个凹槽填充有空气，而另一个凹槽填充有折射率可以变化的介电材料。对应于所提出的配置中的空气和介电槽的谐振频率导致透明窗口，其可以用介电材料的折射率调制。该方法提供了在不改变物理尺寸的情况下主动控制波导配置中的透明效果的灵活性。我们研究了透明区域的场分布，以清楚地描绘PIT效应。我们采用了一个基于三能级等离子体模型的分析模型来验证我们的数值结果。此外，我们研究了开关和可调谐性的透明度效果，包括硅层之间的凹槽，其导电性可以改变。太赫兹波导中等离子体激元诱导透明效应的主动可调响应对于太赫兹有源元件的构建具有重要意义。
2020-12-24 physics.optics physics.plasm-ph
Simulation of Thermal and Chemical Relaxation in a Post-Discharge Air Corona Reactor
在直流点-面电晕放电反应器中，单股流光以几十kHz的自然重复频率穿过电极间间隙。放电阶段（包括初级和次级流光发展）仅持续几百纳秒，而发生在两个连续放电阶段之间的后放电阶段持续几十微秒。从化学活化的角度来看，放电阶段产生位于非常细的放电细丝内部的自由基和激发物质，而在放电后阶段期间，这些自由基和激发物质诱导在反应器体积的一部分中扩散的化学动力学。从流体动力学激活的角度来看，放电阶段诱导热冲击波和振动能量的存储，该振动能量仅在放电后阶段期间松弛成热形式。此外，在后放电阶段期间持续存在的辉光电晕放电诱发所谓的电风。在目前的工作中，后放电阶段是在一个二维的几何形状使用商业FLUENT软件模拟。放电效应（自由基和激发物种的创建和热弛豫）涉及通过化学和能源项计算从一个完整的2Drz流光模型已经开发。
2016-06-30 physics.class-ph physics.flu-dyn physics.plasm-ph
Influence of gas flow rate on modes of reactive oxygen and nitrogen species in a grid-type surface dielectric barrier discharge
本文通过实验与半经验动力学模拟研究栅型表面介质阻挡放电，揭示气体流速通过振动激发氮分子密度调控活性氧氮物种模式转变，并识别关键反应及宏观参数影响。
2025-02-07 physics.app-ph physics.plasm-ph
