大气压气体放电及其等离子体应用

目录
序一
序二
前言
**篇放电及等离子体基础
第1章等离子体基础和气体放电理论(欧阳吉庭)3
1.1引言3
1.2等离子体的一般性质4
1.2.1离子密度和电离度4
1.2.2电子温度和离子温度5
1.2.3等离子体的准电中性5
1.2.4等离子体鞘8
1.2.5放电等离子体中的基本过程9
1.2.6带电粒子的迁移和扩散11
1.3气体放电理论14
1.3.1汤生放电理论15
1.3.2流注放电理论19
1.3.3汤生放电与流注击穿之间的过渡26
1.4大气压放电等离子体27
1.5小结29
参考文献30
第2章大气压射频气体放电数值模拟（张远涛）31
2.1引言31
2.2常用理论与算法34
2.2.1描述大气压容性射频放电的基本方程34
2.2.2以电流为输入参数的流体模型38
2.2.3以电压为输入参数的流体模型40
2.2.4以功率为输入参数的流体模型42
2.2.5粒子种类与反应集合的选择43
2.3放电物理特性的数值模拟45
2.3.1放电模式及其转化45
2.3.2频率效应与尺度效应49
2.3.3射频微等离子体的结构51
2.3.4脉冲调制射频放电等离子体52
2.4放电化学活性的数值模拟56
2.4.1主要活性粒子的演化特性56
2.4.2活性粒子产生的频率与尺度效应60
2.4.3脉冲调制对活性粒子的影响62
2.5小结63
参考文献64
第3章纳秒脉冲放电粒子模拟（李永东刘纯亮)68
3.1引言68
3.2粒子模拟技术70
3.2.1粒子模拟的基本原理70
3.2.2纳秒脉冲放电物理过程的建模方法77
3.3模拟计算与分析80
3.3.1流注放电产生逃逸电子的粒子模拟80
3.3.2纳秒脉冲电晕放电粒子模拟89
3.4小结95
参考文献96
第4章大气压介质阻挡放电中的分岔与混沌现象（戴栋)99
4.1引言99
4.2不对称周期一放电102
4.2.1实验装置与步骤104
4.2.2实验结果与分析105
4.3倍周期分岔及通往混沌路径112
4.4准周期态放电116
4.5李雅普诺夫指数计算及混沌现象的判定119
4.5.1李雅普诺夫指数120
4.5.2时间序列*大李雅普诺夫指数的计算方法121
4.5.3小波分解122
4.5.4计算与分析123
4.6结论127
参考文献127
第5章脉冲放电等离子体发射光谱诊断（杨德正王文春）130
5.1引言130
5.2国内外研究现状132
5.3针板电极结构纳秒脉冲放电等离子体发射光谱诊断134
5.3.1光谱诊断实验装置134
5.3.2放电图像及发射光谱137
5.3.3电压极性和脉冲峰值对等离子体发射光谱的影响140
5.3.4电晕放电发射光谱强度空间分布141
5.4板板电极结构大气压DBD等离子体发射光谱诊断143
5.4.1正弦交流驱动下He均匀放电发射光谱143
5.4.2大气压空气纳秒脉冲放电等离子体发射光谱146
5.4.3添加Ar、He及O2对氮气放电发射光谱的影响147
5.5等离子体温度测量与诊断151
5.5.1振动温度与转动温度诊断原理151
5.5.2电极间隙、脉冲峰值电压和脉冲宽度对振动温度和转动温度的影响154
5.6小结157
参考文献158
第二篇放电及等离子体特性第6章大气压介质阻挡均匀放电（罗海云王新新)163
6.1DBD研究概况163
6.1.1引言163
6.1.2DBD的研究历史与现状165
6.1.3均匀放电的界定与必要条件169
6.2大气压惰性气体介质阻挡均匀放电特性172
6.2.1放电特性与放电属性172
6.2.2放电演化过程175
6.2.3放电光谱及彭宁电离181
6.3大气压氮气介质阻挡均匀放电184
6.3.1均匀放电的获得184
6.3.2放电属性186
6.3.3工作区间与击穿电压187
6.4大气压空气介质阻挡均匀放电188
6.4.1驻极体薄膜+丝网电极结构188
6.4.2使用陶瓷片作为介质材料192
6.5小结195
参考文献196
第7章大气压下纳秒脉冲弥散放电（章程邵涛严萍）200
7.1引言200
7.2国内外研究进展201
7.3纳秒脉冲弥散放电特性研究204
7.3.1纳秒脉冲气体放电特性204
7.3.2弥散放电影响因素分析207
7.3.3弥散放电的维持电压范围212
7.4纳秒脉冲弥散放电的电特性分析215
7.4.1传导电流的计算215
7.4.2传导电流影响因素分析219
7.5纳秒脉冲弥散放电的机理探索221
7.5.1弥散放电与逃逸电子221
7.5.2弥散放电与粒子密度224
7.5.3弥散放电形成机理226
7.6小结229
参考文献230
第8章表面介质阻挡放电流动控制（车学科聂万胜邵涛）234
8.1引言234
8.1.1技术原理234
8.1.2实验研究方法237
8.1.3数值模拟方法238
8.2表面介质阻挡放电流动控制机理242
8.2.1等离子体流动作用机理242
8.2.2等离子体体积力产生机理243
8.3临近空间纳秒脉冲放电等离子体248
8.3.1纳秒脉冲放电过程248
8.3.2高度对放电的影响251
8.4地面纳秒脉冲放电等离子体256
8.4.1施加电压、脉冲频率及电极参数对放电特性的影响256
8.4.2放电传输电荷及脉冲能量特性259
8.5地面亚微秒脉冲放电等离子体262
8.5.1诱导漩涡的产生过程262
8.5.2脉冲重复频率和数量对诱导漩涡的影响266
8.6小结268
参考文献269
第9章大气压冷等离子体射流（江南曹则贤)272
9.1引言272
9.2等离子体射流的基本特性276
9.2.1实验装置276
9.2.2氦气石英管共轴DBD的基本电特性277
9.2.3电晕放电等离子体射流280
9.2.4电荷溢流现象282
9.3等离子体子弹传输特性284
9.4等离子体气流相互作用289
9.5氦气与氩气冷等离子体射流的比较291
9.6彭宁效应在冷等离子体射流中的作用295
9.6.1实验296
9.6.2讨论299
9.7小结301
参考文献302
第10章等离子体高能合成射流（夏智勋罗振兵王林)306
10.1引言306
10.2设计思想308
10.3国内外研究进展310
10.4等离子体高能合成射流数值模拟312
10.4.1数值模拟方法313
10.4.2能量效率及工作特性316
10.4.3参数影响特性320
10.5等离子体高能合成射流实验323
10.5.1实验系统与方法323
10.5.2激励器放电特性325
10.5.3射流流场特性及参数影响规律327
10.6三电极等离子体高能合成射流激励器334
10.6.1激励器设计及工作过程334
10.6.2不同环境气压下放电特性336
10.6.3不同环境气压下流场特征338
10.7小结340
参考文献341
第11章射频介质阻挡放电与脉冲射频等离子体（刘大伟)345
11.1引言345
11.2国内外研究现状346
11.3射频绝缘介质阻挡放电348
11.3.1电子加热机制348
11.3.2γ模式下的扩散放电模式352
11.3.3电特性及动态过程356
11.3.4射频介质阻挡放电同金属电极放电对比360
11.3.5射频介质阻挡放电的模拟计算364
11.4脉冲射频等离子体368
11.4.1脉冲调制射频介质阻挡辉光放电模式368
11.4.2脉冲放电模式转变和脉冲射频容性耦合等离子体O(5P1)产生机制372
11.4.3脉冲射频等离子体射流推进特性377
11.5小结380
参考文献381
第三篇放电及等离子体应用
第12章大气压放电等离子体在材料表面改性中的应用(方志邵涛)385
12.1引言385
12.2等离子体材料表面改性的方法及原理387
12.3国内外研究进展390
12.4DBD表面亲水改性392
12.4.1丝状模式DBD改性392
12.4.2均匀模式DBD改性395
12.4.3功率密度对改性效果的影响399
12.4.4纳秒脉冲下丝状和均匀模式改性效果对比402
12.5DBD表面憎水性改性404
12.5.1提高玻璃表面憎水性404
12.5.2提高有机玻璃表面憎水性408
12.6等离子体改性机理探索411
12.6.1亲水性改性机理411
12.6.2憎水性改性机理413
12.7小结414
参考文献415
第13章大气压放电等离子体在废水处理中的应用(李杰商克峰鲁娜吴彦)418
13.1引言418
13.2液体放电等离子体过程419
13.2.1液体电击穿过程419
13.2.2液体电击穿机理420
13.3放电等离子体水处理研究进展421
13.3.1放电等离子体水处理物理与化学特性421
13.3.2放电等离子体水处理424
13.4几种放电等离子体水处理方法425
13.4.1水中多针板脉冲放电等离子体水处理425
13.4.2水中脉冲放电等离子体流注诱导TiO2提高水处理效果427
13.4.3气液联合脉冲放电等离子体水处理432
13.4.4介质阻挡型气相放电等离子体活性物质注入水处理435
13.4.5活性炭吸附等离子体氧化联合处理废水437
13.5小结441
参考文献442
第14章大气压等离子体在医学中的应用（刘定新）446
14.1引言446
14.2发展历史448
14.3基本原理450
14.3.1等离子体细胞生物学基础450
14.3.2等离子体生物化学基础453
14.3.3等离子体动物与临床试验基础459
14.3.4医用等离子体源及其基本特性463
14.4研究现状与前沿问题467
14.4.1医用等离子体化学特性的定量分析与控制467
14.4.2等离子体生物效应的选择性效果及其分子机制470
14.4.3等离子体医学应用与等离子体源的发展现状472
14.5小结477
参考文献478
第15章等离子体流动控制在改善气动特性中的应用(吴云李应红梁华)484
15.1引言484
15.2国内外研究现状485
15.3DBD等离子体气动激励特性486
15.3.1正弦波DBD等离子体气动激励特性487
15.3.2纳秒脉冲DBD等离子体气动激励特性491
15.4提高抑制流动分离能力的等离子体冲击流动控制原理504
15.4.1基本原理504