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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
Formation of white-eye pattern with microdischarge in an air dielectric barrier discharge system
我们报告的第一次观察到的空气介质阻挡放电中的白眼图案。随着电压的增加，图案化放电经历了随机斑点-准六边形图案-六边形图案（I型）-六边形图案（II型）-白眼图案-混沌的发展过程。利用光学方法研究了斑图放电的时空特性。结果表明，均匀放电模式和非均匀放电模式实际上是同一起源的微放电在空间上的两种不同表现形式。从图案动力学的观点来看，白眼图案是由3波共振相互作用引起的。
2011-02-26 nlin.PS physics.plasm-ph
Data-driven reduced modeling of streamer discharges in air
Centrum Wiskunde & Informatica (CWI)（荷兰数学与计算机科学研究中心）；Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA), CSIC（安达卢西亚天体物理研究所）
本研究提出一种丝状放电计算框架，基于1000组正流注模拟数据集构建含随机分支的降阶模型，在保证精度的同时大幅提升模拟效率，3D多流注模拟可在台式机上快速完成。
2025-06-19 physics.plasm-ph
Positive streamer discharge simulations in humid air: uncertainty in input data and sensitivity analysis
本研究针对潮湿空气中正流注放电模拟，分析H₂O截面、光电离模型和化学组三类输入数据的影响，发现10%H₂O时流注速度因输入数据不同最多变化50%，并通过敏感性分析确定关键化学反应。
2025-02-12 physics.plasm-ph
Enhancing the Properties of Plasma Activated Water using an Air Bubble Diffuser
在这项研究中，在不同的配置上的等离子体活化水（PAW）的性能的空气鼓泡器的影响进行了研究。采用介质阻挡放电（DBD）笔形等离子体射流（PPJ）制备等离子体焊（PAW）。在一种配置中，空气起泡器安装在笔形等离子体射流的尖端，使放电气体在水中以气泡的形式出现。在另一种配置中，在等离子体-水相互作用期间使用起泡器搅拌水。在PPJ装置中产生的等离子体是一种间接的DBD微放电。然而，使用鼓泡器的水搅拌将该间接DBD改变为扩散DBD，与间接DBD相比，其显示出更高的放电电流和更低的电极电压。与不使用鼓泡器生产的PAW相比，在PPJ设置中使用装配的鼓泡器生产的PAW显示出增强的物理化学性质，包括NO2、NO3、溶解的O3和不可追踪的H2 O2。此外，使用鼓泡器的水搅拌产生的PAW显示出物理化学性质和活性物质浓度的大幅增加。PAW工艺参数，如空气流量，等离子体-水处理时间，等离子体放电功率表现出单调递增的PAW性能。在本研究中观察到的NO2、NO3、H2 O2和溶解O3的最大浓度（流速：20 L/min，时间：5 min，功率：15 W）分别为0.334 g/L、0.078 g/L、0.045 g/L和0.016 g/L。使用鼓泡器的PAW性能的这种增强增加了当前PAW技术在诸如微生物灭活、医学、农业和水产养殖等领域中的价值。
2023-02-11 physics.plasm-ph
A model comparison of 2D Cartesian and 2D axisymmetric models for positive streamer discharges in air
本文比较空气中正流注的二维笛卡尔与轴对称流体模拟，量化起始电压、速度、半径、电场和电离差异，并指出二维笛卡尔模型无法定性再现分支。
2024-01-22 physics.plasm-ph
Reactivity of water vapor in an atmospheric argon flowing post-discharge plasma torch
通过电特性、光发射光谱和质谱测量，研究了射频大气压等离子体炬流动后放电中引入的水蒸气的反应性。由于等离子体炬的技术特征，后放电可以被认为分为两个区域：注入水蒸气的内部区域（等离子体炬装置内部）和直接与环境空气相互作用的外部区域。由水蒸气的注入引起的主要反应被识别，以及那些指示的环境空气的影响。合理的途径，允许生产的H，OH，O自由基和H2O2进行了讨论，以及反应可能负责的不均匀性和低直流电流测量在流动后放电。关键词：大气后放电，H2O等离子体反应性，RF等离子体炬
2016-09-16 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
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
Implementation of a cathode directed streamer model in Air under different voltage stresses
随着气候变化法规的不断增加，为了找到可行的SF6替代品，应该对压缩空气等替代品进行适当的评估。对于中压应用，耐受电压被用作尺寸标准，这取决于作为电击穿前兆的流光的起始和传播。对于设计优化，在不同的应力，压力等情况下，这种放电的起始和传播机制的透彻理解，应该通过预测模型进行实验和数值研究。迄今为止，大多数数值研究都是通过自制的代码作为拖缆模型是不容易在商业软件，因为这种计算的复杂性和非线性。最近，随着商业有限元软件COMSOL（tm）Multiphysics的等离子体模块的鲁棒性的增加，可以开发具有合理精度的流光放电模型。本文提出了一种实现和验证的方法，在空气中的流注演变为不同的电压应力。短间隙（$\le$ 5 mm）在标准温度和压力（STP）条件下的模拟结果已提交，分析和比较与一些经典的论文，以评估这种模型的适用性，为进一步研究非热放电。中压，流光放电，环保气体，数值模型。
2020-10-15 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
Numerical investigation of the effect of high voltage frequency on the density of RONS species in the air atmospheric pressure gas discharge
本文通过COMSOL模拟研究了500 Hz至500 kHz频率对空气介质阻挡放电中活性物种密度的影响，发现频率升高使RONS密度降低而O密度增加，为优化等离子体治疗参数提供了依据。
2025-07-04 physics.plasm-ph
Streamers in air splitting into three branches
我们调查了在空气中的正流光的分支，并提出了第一个系统的调查分裂成两个以上的分支。我们研究在100毫巴的人工空气中，暴露于施加到针电极160毫米以上的接地板的电压脉冲为10千伏的放电。通过从三个角度用两个摄像机对放电进行成像，我们确定大约每200个分支事件是一个分支成三个。对于相对较厚的拖缆，分支成三个更频繁地发生。事实上，我们发现，表面的总流光横截面之前和之后的分支事件大致相同。
2013-08-12 physics.plasm-ph
Self-deformation in a dc driven helium jet micro discharge
本文报道了氦微射流在水电极上通过管道进入大气的大气压微放电过程中的三维自变形的实验观察。排放系统的几何形状是轴对称的。在减小放电电流的同时，直接观察到等离子体丝的三维集体运动。当水作为阴极时，放电体的三维形状由轴对称喇叭形变为矩形喇叭形。
2016-01-01 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
Stereo-photography of point-plane streamers in air
流光放电的标准照片显示的是二维投影。我们在这里提出立体摄影图像，解决他们的三维结构。我们描述的立体设置和评价，我们提出的结果为正流光放电在空气中在0.2 - 1巴的点平面几何形状的间隙距离为14厘米，电压脉冲为47千伏。在这种情况下，发现43度的分支角的近似高斯分布;这些角并不显著地取决于到针的距离或气体压力。
2008-02-25 physics.plasm-ph
A comparison of particle and fluid models for positive streamer discharges in air
流体模型和粒子模型通常用于模拟流光放电。在本文中，我们定量地研究这些方法之间的协议轴对称和3D模拟空气中的正流光。我们使用的漂移扩散反应流体模型与本地场近似和PIC MCC（粒子在细胞，蒙特卡罗碰撞）粒子模型。模拟是在300 K和1 bar的温度下，在10 mm板-板间隙中使用2 mm针电极进行的。使用11.7和15.6 kV之间的施加电压，其对应于约15至20 kV/cm的背景场。流光属性，如最大电场，头部位置和速度作为时间或空间的函数进行比较。我们的结果显示，粒子模拟和流体模拟之间具有良好的一致性，这与之前在1D或负拖缆中进行的一些比较形成鲜明对比。为了量化模型之间的差异，我们主要研究拖缆速度作为拖缆长度的函数。对于这里考虑的测试情况，粒子和流体模拟之间的拖缆速度的平均偏差小于4%。我们研究了不同类型的传输数据的流体模型的效果，并发现通量系数导致良好的协议，而体积系数没有。此外，我们发现，与一个两项玻尔兹曼求解器，数据应使用时间增长模型计算的最佳协议。粒子和流体模型的数值收敛性也进行了研究。在流体模拟中，使用更精细的网格时，拖缆速度会有所增加，而粒子模拟对网格不太敏感。在我们的模拟中，光电离是随机波动的主要来源。当使用相同的随机光电离模型时，粒子和流体模拟表现出类似的波动。
2021-12-13 physics.plasm-ph
A study of an air-breathing electrodeless plasma thruster discharge
本研究将空气等离子体化学引入二维轴对称模拟，评估无电极等离子体推进器的吸气式概念，发现 N$_2$、O 及其混合物在特定功率下推进效率可超 Xe。
2024-07-27 physics.plasm-ph
Shock Wave in Leader Discharge Observed Using Mach-Zehnder Interferometry
先导是长气隙放电中的放电机制。在这项工作中，我们报告的冲击波现象中观察到的空气间隙的领导人放电使用马赫-曾德尔干涉仪的时间分辨率为几微秒。利用基于实测电流的热流体动力学模型，记录并再现了冲击波和等离子体通道的连续时间演化。波以接近声速的速度传播，对冲击波阵面位置和等离子体通道半径的模拟结果与实验测量结果具有较好的一致性。通过模拟得到的详细热参数表明，电流的持续能量注入导致等离子体通道内出现暂时的超压过程，产生激波。
2018-06-07 physics.app-ph physics.plasm-ph
Single and multiple pin(s)-to-liquid discharges: connecting self-organization patterns and ROS production in liquids for plasma agronomy application
针到液体放电进行了研究，用于激活专用于农业应用的液体。它们的特点是通过他们的电气和光学性能，特别注意他们的细丝和自组织模式发生在液体界面。我们将展示如何调节它们与环境空气的相互作用，可以促进生产的反应性物种的液体，如H2 O2，NO2-和NO3-。报道了所得等离子体活化培养基对小扁豆种子的影响。
2018-02-06 physics.plasm-ph
Photoelectron Emission from Metal Surfaces Induced by VUV-emission of Filament Driven Hydrogen Arc Discharge Plasma
利用强流驱动的多尖点弧放电体积产生H^-离子源（LIISA）进行了光电子发射测量。已经发现，用Al、Cu、Mo、Ta和不锈钢（SAE 304）获得的光电子电流在相同的数量级上。光电子电流与放电功率呈线性关系。实验表明，由于量子效率的能量依赖性，光电子发射仅在氢光谱的短波长范围内是显著的。它是估计从测量的数据，从等离子体室壁的最大光电子通量是在1 A每千瓦的放电功率的顺序。
2015-03-27 physics.plasm-ph
Simulation of a wire-cylinder-plate positive corona discharge in nitrogen gas at atmospheric pressure
在这项工作中，我们将执行一个模拟的线柱板正电晕放电在氮气中，并比较我们的结果与已经发表的实验结果在空气中相同的结构。我们选择模拟这种创新的几何形状，因为已经通过实验确定，它可以产生高达0.35 N/m的每单位电极长度传输到气体的推力，并且还能够在空气中诱导8-9 m/s范围内的离子风顶部速度。在我们的模型中，所使用的离子源是一个小直径的导线，它产生一个积极的电晕放电在氮气直接到接地电极，之后，所产生的正离子进一步加速在地面和阴极之间的加速通道。通过应用流体动力学和静电理论，将计算作用在所考虑的几何形状上的所有流体动力学和静电力，以试图从理论上确认所产生的离子风轮廓以及每单位电极长度的推力。这些结果是重要的，以建立这种模拟工具的有效性，为今后的研究和开发这种效果的实际目的。
2012-02-21 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
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
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
Glow-to-arc transition in graphite cathode with high-current magnetron discharge
本研究通过超功率脉冲磁控管放电，探究石墨阴极辉光-电弧转变机制，发现阴极亮点形成是电弧转变的前兆，为优化磁控管放电稳定性提供参考。
2025-01-22 physics.plasm-ph
Measurement of electron temperature in a non-equilibrium discharge of atmospheric pressure supported by focused microwave radiation from a 24 GHz gyrotron
本文研究了一种大气压微波放电，它是由24 GHz回旋管在氩气流中聚焦连续波辐射维持的。电子温度由放置在等离子体炬中的双朗缪尔探针的电流-电压曲线确定。电子温度也估计从等离子体发射光谱的框架内的日冕等离子体模型。所获得的电子温度值在测量精度范围内一致。此外，电子温度比气体温度高许多倍。这一事实使我们能够站在一个显着的非平衡大气压等离子体。
2019-09-03 physics.plasm-ph
Reconnection and merging of positive streamers in air
图片显示，从同一电极出现的流光或子流光放电通道有时似乎重新连接或合并，尽管它们的头部携带相同极性的电荷;因此，人们可能会怀疑重新连接是图片中二维投影的伪影。在这里，我们使用立体摄影来研究这些事件的完整三维结构。我们分析重新连接，可能是一个静电效应，其中一个较晚的薄流光重新连接到一个较早的厚流光通道，合并，建议的光电离效应，其中两个同时传播的流光头合并成一个新的流光。我们使用四种不同的阳极几何形状（一个尖端、两个尖端、板中的两个不对称突起和一根线），在环境空气中放置在平坦阴极板上方40 mm处。正高压脉冲施加到阳极，产生正电晕放电。这种放电是研究与快速ICCD相机，在许多情况下，结合光学，使立体成像。我们发现上面定义的重连经常发生。另一方面，仅在25毫巴的压力和2 mm的尖端间隔下观察到合并，即，对于p*d=50微米 * 巴的减小的尖端距离。在这种情况下，拖缆通道的半峰全宽大于尖端间距的10倍。在较高的压力下或使用金属丝阳极时，没有观察到合并。
2008-12-12 physics.plasm-ph
Review of recent results on streamer discharges and discussion of their relevance for sprites and lightning
现在已经很好地理解，在中间层的低空气密度下的大的精灵放电在物理上类似于在标准温压下的空气中的小的流光放电。这种相似性是基于汤森尺度与空气密度。首先，汤森缩放的理论基础和一个列表的六个可能的修正缩放进行了讨论，然后实验证据的流光和精灵之间的相似性进行了审查。然后，我们讨论了目前的精灵和流光理论已经发展，我们展示了如何流光实验可以解释为精灵模拟。我们回顾了最近的流光研究的结果，是相关的精灵和其他形式的大气电学，并讨论其影响精灵的理解。这些包括大范围的流光直径和速度和整体的3D形态与分支，相互作用和重新连接，依赖于电压和极性，电子能量在流光头和连续的化学效率和硬辐射。新的理论和实验结果涉及测量的流注光谱在空气中，密度依赖性的流注加热（热领导人是不可能在80公里的高度和冷的流光是不可能在液体），并讨论了磁场的影响热电子或高能电子的流光或精灵。
2010-01-30 physics.ao-ph physics.plasm-ph
Titanium plasma source for capillary discharge extreme ultraviolet lasers
介绍了一种产生纯钛等离子体射流的技术。将钛丝在1 atm密封的氧化铝毛细管中爆炸。里面的空气。通过撕开密封毛细管一端的薄钛箔，产生的等离子体从毛细管中出现（进入高真空环境）。所产生的等离子体射流具有高达$4.5\pm0.5mm/μs$的速度、$1.5\pm0.5eV$的电子温度和$2.7\pm1\times10^{17}/cc$的离子密度。该等离子体源是为毛细管放电极紫外激光实验设计的，但也可能用于其他应用，如Z箍缩实验的目标。
2005-12-08 physics.plasm-ph
Non-linear macro evolution of a dc driven micro atmospheric glow discharge
研究了微氩气射流与静止水体之间产生的微大气辉光放电的宏观演化过程。微放电的行为类似于一个复杂的生态系统。与水作阳极时的微放电不同，水作阴极时的微放电具有非线性特性。采用增强型电荷耦合器件，通过控制曝光时间，对不同放电电流下的微放电进行了多组快照，每组快照由256幅连续拍摄的图像组成。边缘检测方法用于识别水面，然后通过将微放电区域上的信号计数相加来定义总亮度。不同放电电流下的水面运动表明，当水作为阴极时，水面下降的速度越来越快。相反，当水表现为阳极时，水面以恒定速度下降。光变曲线类似于逻辑增长曲线，表明微放电过程中存在自抑制过程。同时，当水作为阳极时，总亮度在相同的时间内线性增加。放电-水的相互作用导致微放电的发展。当水作为阴极和阳极时，微放电的不同行为可能与带电粒子弹过程有关。
2015-10-15 physics.plasm-ph
First Breakthrough for Future Air-Breathing Magneto-Plasma Propulsion Systems
实现了喷气发动机发明以来喷气推进技术的新突破。未来吸气式磁等离子体推进系统的第一次关键试验已经成功完成。在这方面，这也是第一次，捏密集等离子体聚焦放电可以在一个大气压下点燃，并在脉冲模式下使用非常快的纳秒静电激励来驱动，以诱导自组织的等离子体通道，用于点燃推进主放电。取决于电容器电压（200-600 V），在一个大气压下的能量输入从52-320 J/脉冲变化，对应于从1.2-8.0 mNs的脉冲位。这样一个每秒一千个脉冲驱动的新型脉冲等离子体推进系统已经具有现代喷气发动机的推力面积比（50-150 kN/m2）。一系列推进器可以使未来的飞机和飞艇从地面出发并到达50公里及以上的高度。所需的高功率可以由航空航天公司已经在开发的未来紧凑型等离子体聚变反应堆提供。磁等离子体压缩机本身最初是由俄罗斯科学家开发的等离子体聚变装置，后来被小型化用于超音速流量控制应用。所以第一个突破是基于一种衍生的等离子聚变技术。
2017-01-20 physics.plasm-ph
Complex structure of the carbon arc discharge for synthesis of nanotubes
全面的非侵入性光谱技术和电测量的碳弧揭示了两个可区分的等离子体合成区域的径向方向垂直于弧轴。这些区域被定义为电弧核心和电弧外围，具有非常不同的碳物种组成，具有不同的密度和温度。较冷的电弧外围由碳双原子分子（C2）主导，其在热电弧核心的组成中占少数。这些差异是由于电弧电流的高度不均匀分布，其主要通过填充有碳原子和离子的电弧核心传导。因此，石墨阳极的烧蚀由电弧核心控制，而碳分子的形成发生在较冷的电弧外围。这一结果与先前的预测一致，即电弧周边的等离子体环境适合于合成碳纳米管。
2017-09-09 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
Observation of neutron bursts produced by laboratory high-voltage atmospheric discharge
本文介绍了在空气中平均电场强度~ 1 MV/m、放电电流~ 10 kA的高压放电过程中中子爆发的观测数据。两种独立的方法（CR-39径迹探测器和塑料闪烁探测器）记录了从热能到10 MeV以上能量范围内的中子，其通量为>= 1 E6中子/次射入4π立体角。
2013-04-09 physics.ins-det physics.plasm-ph
Boosting the NOx production in microwave air plasma: A synergy of chemistry and vibrational kinetics
本文通过准1.5维多温度模型研究80 mbar微波等离子体中NOx生成机制，揭示振动激发与化学动力学的协同作用及湍流对NO扩散和冷却的促进作用，为优化非热等离子体合成NOx提供新思路。
2025-07-03 physics.plasm-ph
Multiple X-ray bursts from long discharges in air
雷电浪涌发生器产生1.2微秒的高压浪涌。上升时间发电机馈入两个尖端电极的火花隙，距离为0.7至1.2米。间隙击穿发生在0.1和3微秒之间。在最大发电机电压约为850 kV之后。不同的闪烁体探测器具有不同的响应时间，记录了几乎所有浪涌中的硬辐射爆发。在大约一半的最大浪涌电压和全间隙击穿之间的时间跨度内检测到爆发。与高电压浪涌一致的爆发时间排除了作为高强度脉冲源的背景辐射。尽管间隙是对称的，但负浪涌产生的辐射比正浪涌更强。这是由于测量柜的额外正放电，而负浪涌则会发生。一些硬辐射信号相当于几个MeV。堆积发生在较低能量的X射线量子上，但仍有大部分能量为100 keV。爆发发生在4纳秒内。最快探测器的时间分辨率。如测量所示，X射线量子的能量与来自闪烁探测器的信号之间的关系是相当复杂的。
2008-08-19 physics.ao-ph physics.ins-det physics.plasm-ph
Impurity intrusion in radio-frequency micro-plasma jets operated in ambient air
利用可调谐二极管激光吸收光谱技术测量了大气压射频微等离子体射流中氦亚稳态原子的时空分辨浓度。空间分布以及寿命测量表明，从前喷嘴进入放电的空气和来自气体供应系统的杂质的显着影响。淬火的可吸收性是用来推断定量浓度的侵入杂质。从光学发射光谱以及它们对通过射流的进料气流的依赖性确定沿射流轴的杂质分布。
2011-06-24 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
