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
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
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
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
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
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
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
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
Characterization of dielectric barrier discharge in air applying current measurement, numerical simulation and emission spectroscopy
采用电流测量、数值模拟和发射光谱等方法对空气介质阻挡放电（DBD）进行了研究。对于OES，使用未经校准的光谱仪。当可以确定活性等离子体体积和电流密度的横截面积时，该诊断方法是适用的。在380 nm- 406 nm光谱范围内的氮发射用于OES诊断。活性等离子体体积中的电场是应用测量的光谱、用于氮跃迁的众所周知的Frank-Condon因子和数值模拟的电子分布函数来确定的。测量的电流密度用于确定等离子体中的电子密度。利用所测得的等离子体参数，计算了等离子体中氮、氧的离解速率，为化学动力学模拟提供了依据。
2012-02-17 physics.optics 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
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
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
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
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
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
Interactions between flow fields induced by surface dielectric barrier discharge arrays
本研究利用纹影成像、PIV和流体模拟分析了SDBD系统诱导的流场，发现不同电极配置对流场影响显著，其中扩展涡旋结构能增强气体混合，解释了该系统对VOCs的高转化率。
2023-07-28 physics.plasm-ph
Effect of Dielectric Wakefields in a Capillary Discharge for Plasma Wakefield Acceleration
该研究针对等离子体尾场加速用介质毛细管的介质尾场效应，实验验证了驱动束团轨迹偏移、沿束位置对偏转效应的影响，探究了尾场衰减规律，为相关加速器设计提供了参考。
2024-10-09 physics.acc-ph physics.plasm-ph
Ion energy distributions from the impact of an atmospheric dielectric barrier discharge plasma jet on surfaces
本文利用带能量过滤的MBMS测量大气压氦DBD射流撞击金属或陶瓷表面时的时间分辨IEDF，揭示离子注入能量、流注后正空间电荷效应及空气等离子体反应时序。
2025-05-12 physics.plasm-ph
A computational study of positive streamers interacting with dielectrics
我们使用数值模拟来研究表面放电，这是常见的高电压工程的动态。我们模拟正流光放电，传播到一个电介质表面，附着到它，然后在表面上传播。模拟是在空气中进行的二维等离子体流体模型，其中一个平面电介质被放置在两个平板电极之间。静电吸引是导致流光向电介质生长的主要机制。由于拖缆头中的净电荷，电介质被极化，并且拖缆和电介质之间的电场增加。与大体积气体中的流光相比，表面流光具有更小的半径、更高的电场、更高的电子密度和更高的传播速度。较高的施加电压导致表面放电的更快的开始和更快的传播。更高的介电常数导致拖缆更快速地附着到表面和更薄的表面拖缆。二次发射系数所示，发挥适度的作用，这是由于在空气中相对较强的光电离。在模拟中，高电场存在于正流光和电介质表面之间。我们表明，这个字段的大小和衰减的影响的正离子迁移率。
2020-05-19 physics.plasm-ph
Momentum Injection via Dielectric Barrier Discharge Actuators in Low-Speed External Flow
介质阻挡放电（DBD）等离子体激励器可以在无运动部件的情况下，通过电离分子和中性分子在电场中的相互作用产生壁面射流。在流动边界层中，电流体动力学、湍流和粘性效应之间的耦合仍然不清楚，值得仔细研究。本文对介质阻挡放电（DBD）驱动器在U_external = 5 m/s和U_external = 11 m/s的同向流和反向流结构中的动量注入进行了实验研究，电压范围为12 kV - 19.5 kV，频率为2 kHz。在同向流配置中，DBD致动器向边界层增加动量，类似于静止条件下的电流体动力学（EHD）射流。在逆流配置中，在自由流速度U_external = 5 m/s时观察到流动分离。逆流配置中的动量位移比静止环境中的EHD射流动量大约6倍。随着外部流速的增加，同向流和反向流动量注入的影响逐渐减小。这项工作突出表明，所产生的流型不是EHD射流和自由流的简单叠加，而是由EHD和外部流的惯性力、粘性力和库仑力之间的平衡决定的。速度分布和动量特性可以用来验证数值模型，并通知主动流动控制的DBD致动器的设计。
2022-07-19 physics.plasm-ph
A Novel Approach on Dielectric Barrier Discharge using Printed Circuit Boards
抗药性细菌、朊病毒和医院感染强调了更有效的消毒技术的需要。冷等离子体技术有望在这方面带来好处。六种不同的等离子体源，印刷电路板的基础上，进行了四重评估。这包括测量功耗，通过ICCD相机的点火行为和通过254 nm处的吸收光谱法的臭氧形成。为了评价杀生物效果，用大肠杆菌进行了四个细菌试验系列。整个测试分析了从输入参数到所需杀生物效果的等离子体灭活过程。放电电流和时间分辨点火行为表明，在负半周期开始时，同时形成灯丝。臭氧产生的动态显示出在435 ppm的最大值时的饱和指数增长。此外，微生物测试系列揭示了等离子体源概念之间的差异。可实现1分钟内Log-4的总减少率。通过等离子体源内的狭缝的空气流使等离子体不稳定。电极几何形状的微小变化改变了所有测量参数。因此，为了开发病原体灭活等离子体源，这些结果推荐梳形电极设计，其层压在电介质上。
2022-08-01 physics.med-ph physics.plasm-ph
Active Flow Control of NACA 0012 airfoil using Sawtooth Direct Current Augmented Dielectric Barrier Discharge Plasma Actuator
介质阻挡放电（DBD）等离子体激励器在分离控制、增升减阻等方面有着广泛的应用前景。一些等离子体致动器具有优化的电极形状和电波形，以在更高的迎角下最大化气动力。在这里，我们分析了直流增强DBD（DBD-DCA）驱动器的性能与一个小的形状暴露的电极。主动电极位于NACA 0012翼型的18%弦长处，电极位于48%弦长处。风洞实验在风速为15 - 25 m/s，雷诺数Re = 201 k-335 k时进行。升力系数（C $_L$）、阻力系数（C $_D$）和俯仰力矩系数（C $_M$）在有和没有等离子体激励的情况下测量，攻角$α$ = 0 $^o$ - 8 $^o$，DCA电极电位（$φ_{DC}$）从0 kV变化到-15 kV。在15 m/s流速和0 $^o$迎角下，通电DCA电极的C $_L$增加到0.03，而C $_D$减少50%，在整个$α$范围内结果相似。在较高的Re的致动器的效果减弱，这表明，最大的控制权限可以在较低的风速。
2021-06-21 physics.flu-dyn physics.plasm-ph
SoPlasmaFoam: an OpenFOAM-based solver for streamer and dielectric barrier discharges with adaptive mesh refinement
Centre for Research & Technology, Hellas (CERTH)（希腊研究与技术中心）；University of Western Macedonia（西马其顿大学）
研究基于OpenFOAM构建求解器SoPlasmaFoam，通过耦合泊松方程求解带电粒子输运。评估对流方案，分析泊松输运耦合，引入边界条件。该求解器经验证并展示多区域能力，为多物理模拟提供模块化基础。
2026-07-07 cs.CE physics.comp-ph physics.plasm-ph
The ElectroHydroDynamic force distribution in surface AC Dielectric Barrier Discharge actuators: do streamers dictate the ionic wind profiles?
我们表明，时空电流体动力学（EHD）的生产力在表面交流介质阻挡放电（AC-DBD）致动器的强烈影响的流光制度在正相和微放电制度在负相。集中在空间EHD力的配置文件，我们证明了离子风的空间分布只能解释的流光制度的积极贡献。最大离子风的位置被发现是直接与最大伸长率的流光在几毫米从暴露的电极。在AC-DBD操作的正相和负相中，残余体积和表面电荷再次与流光形成和后燃相关联，导致各种正EHD力区域，当在一个AC周期中时间平均时，有助于实验观察到的诱导薄壁射流的产生。通过对我们的数值结果的详尽阐述，我们提供了EHD力时空演化的说明性解释，展示了流光的重要性，并与实验相比，检索了离子风空间分布的正确表示。
2021-03-24 physics.app-ph physics.comp-ph physics.flu-dyn
Machine learning assisted optical diagnostics on a cylindrical atmospheric pressure surface dielectric barrier discharge
本研究将机器学习算法与光学诊断结合，准确预测圆柱形表面介质阻挡放电的运行条件并评估发射均匀性，为等离子体应用的实时控制与优化开辟新途径。
2024-04-22 physics.data-an physics.plasm-ph
Demonstration of the etching cobalt oxide grown on the stainless steel as a base metal surface using F2/He dielectric barrier discharge plasma in atmospheric pressure
本研究演示了在大气压下使用F2/He介质阻挡放电等离子体蚀刻不锈钢表面生长的氧化钴，有效去除表面钴污染，最佳条件为4.5 kV和25 kHz，蚀刻速率达10.875 μmol/min。
2023-07-26 cond-mat.mtrl-sci physics.plasm-ph
From plasma to pattern: observation and characterization of periodic structure formation in dielectric breakdown channels of electron-irradiated insulators
本文通过材料表征与理论建模，证明电子辐照PMMA介电击穿通道中约80 μm周期性结构由放电阶段z箍缩熵模等离子体不稳定性主导形成，并建立了预测绝缘体放电形态的框架。
2025-08-18 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph 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
Microwave Resonant Discharges for Spatiotemporally Selective Plasma Breakdown Near Surfaces
The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）
研究针对传统等离子体源在近表面产生非平衡等离子体的挑战，提出定制共振场增强机制，通过微波激发规定等离子体形成位置，经理论、模拟与实验验证，建立了设计共振介电材料以控制近表面大气压等离子体的框架。
2026-08-07 physics.plasm-ph
Dielectric Barrier Discharge Actuators: Experimental and Numerical Study of Momentum Injection into Co-flow and Counter-flow Freestream
本研究通过实验探究了DBD致动器在顺流和逆流场景下向自由流注入动量的效果，揭示了流型由惯性、粘性和库仑效应耦合决定，为主动流动控制设计提供了参考。
2023-03-31 physics.plasm-ph
Review of surface discharge experiments
在文献综述中，对沿面放电实验物理的现状进行了研究。现有的工作分类的介质，其中表面放电的探索，由类型的实验装置和测量数据的类型。建立了沿面放电的条件格式，该格式体现了介质阻挡放电和滑动放电的共性。部分工作具有应用目的，因此，实验装置是特定的装置。这些实验装置对研究沿面放电物理缺乏兴趣。在其他旨在研究该现象的实验装置中没有通用性。所有的实验分为两组，提出了一种可以考虑更多表面放电方面的实验装置方案，并对它们之间的关系进行了追踪。
2010-05-27 physics.plasm-ph
Study the effect of electrode material, its surface, and dielectric material on plasma and properties of plasma-activated water
研究了介质阻挡放电等离子体装置（DBD-PD）中各部件（接地电极材料及其表面（滚花间距大小）、功率电极材料及其类型、介质材料）对等离子体和等离子体活化水（PAW）特性的影响。通过研究等离子体的电压-电流波形和等离子体放电功率来表征等离子体。此外，PAW的表征进行了研究的物理化学性质（PP）和活性氧氮物种（RONS）的浓度。等离子体特性和PAW性能的研究结果表明，在接地电极上引入滚花可以显着改善PAW的物理化学性能和RONS浓度。此外，在玻璃上使用石英作为介电层提供了PAW性能的显著增强。此外，与网和片相比，使用线作为功率电极也有助于改善PAW性能。此外，我们观察到，与黄铜和不锈钢相比，使用铜制成的接地电极和电源电极丰富了PAW的RONS浓度和物理化学性质。
2022-12-17 physics.plasm-ph
Numerical analysis of partial discharge ignition in H2 bubbles floating in dielectric oils, for High-Voltage Solid State Transformer applications
该研究针对高压固态变压器应用场景，通过自洽数值模拟分析了绝缘油中H₂气泡的局部放电起始特性，揭示了气泡尺寸、金属凸起、运行条件等因素对起始电压与放电发展的影响规律。
2024-10-08 physics.comp-ph physics.plasm-ph
The role of flow field dynamics in enhancing volatile organic compound conversion in a surface dielectric barrier discharge system
本文研究了表面介质阻挡放电诱导流场与VOC气体转化的关系，发现16-22 mm间隙处涡旋结构与转化率峰值相关，揭示了流动力学对等离子体气体转化的增强作用。
2024-05-03 physics.plasm-ph
Characterization of transient discharges under atmospheric pressure conditions applying nitrogen photoemission and current measurements
测定了空气中均匀介质阻挡放电和无源介质阻挡放电三种大气压瞬态放电以及氩等离子体凝固（APC）系统的火花放电的电子分布函数和电子密度等离子体参数。结合数值模拟以及诊断方法，包括电流测量和基于氮排放的光学发射光谱（OES）。所应用的方法相互补充，解决了单独使用这些方法时出现的问题。氮气被用作传感器气体，并以少量混合到氩气中以表征APC放电。直接和逐步的电子碰撞激发氮的排放包括在等离子体化学模型应用于这些瞬态放电的特性，使用OES在特定的放电条件下，在确定等离子体参数的模糊性出现。它示出，测量的电流解决了这个问题，通过提供额外的信息，用于确定放电特定的等离子体参数。
2012-02-16 physics.plasm-ph
Planar He plasma jet: plasma bullets formation, 2D bullets concept and imaging
基于介质阻挡放电（DBD）的大气压等离子体射流的应用通常受到由于其一维配置而导致的相对小的处理区域的限制。这封信描述的第一个结果表明，2D等离子体子弹和2D等离子体射流允许快速治疗大目标的产生。脉冲DBD在He和电离波沿电介质表面传播的成像表明，DBD的演变开始与形成的瞬态阳极辉光，然后才继续与阴极导向流光的发展。阳极辉光可以作为电离波沿着放电间隙外部的电介质表面传播。我们表明，等离子体子弹传播不限于一维几何形状（管），并可以组织在一个平面等离子体射流的形式，或其他2D（甚至3D）的形状。
2018-06-12 physics.plasm-ph
Full cycle, self-consistent, two-dimensional analysis of a packed bed DBD reactor for plasma-assisted $\mathrm{CO_{2}}$ splitting: spatiotemporal inhomogeneous, glow to streamer to surface discharge transitions
本研究采用2D自洽等离子体模型分析了纯$\mathrm{CO_{2}}$下PB-DBD反应器的全周期运行，揭示了由非均匀表面充电主导的辉光至流注至表面放电转变的时空非均匀特性，为高效反应器设计提供了关键见解。
2023-10-09 physics.app-ph physics.plasm-ph
Modeling characterisation of a bipolar pulsed discharge
我们应用基于粒子的动力学模拟，探索由高压（$\sim$ kV）脉冲驱动的低压气体放电的特性，具有交替极性，占空比为$\approx$ 1%，重复频率为5 kHz。计算允许跟踪几个放电特性的时空发展、电势和电场分布、带电粒子密度和通量、电极表面处的平均离子能量等。由于这种放电具有重要的表面处理应用，例如在人造骨的处理中，我们分析了到达电极表面的离子的通量和平均能量的时间依赖性，所述电极表面可以是导电的和介电的。我们的调查进行氩气缓冲气体在40-140帕的压力范围内，1-5厘米的电极间隙和电压脉冲幅度范围在600 V和1200 V之间。
2020-06-04 physics.plasm-ph
Methane Incorporation into Liquid Fuel by Non-Equilibrium Plasma Discharges
将天然气加工成更有效和更经济的燃料的常规方法通常具有低转化率或低能量效率。本文提出了一种新的甲烷液化方法。代替仅直接处理天然气，等离子体活化甲烷与液体燃料反应。通过这种方式，甲烷分子直接掺入液体燃料中以实现液化。为了保证气泡不产生局部加热，采用纳秒脉冲介质阻挡放电和大气压辉光放电。研究了两种放电方式对甲烷与液体燃料反应的影响，观察了液体中的质量和化学变化。初步结果显示甲烷在液体燃料中的固定。
2016-04-19 physics.chem-ph physics.plasm-ph
