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直流辉光放电

长期以来,低压直流辉光放电一直用于气体激光器和荧光灯。直流放电之所以值得研究,是因为它的解与时间无关。一维和二维模型分别介绍了如何使用“直流放电”接口,来建立阳极区的分析,而阴极区靠发射二次电子来维持放电。

空气中大气压电晕放电

本教学案例研究大气压下干燥空气中的同轴直流电晕放电。尺寸和操作条件与线-板构型的静电除尘器中的相似,内部线电极半径为 100 mm,电极之间的间隙为 10 cm。 模型求解漂移扩散近似下的电子和离子连续性方程和动量方程,与泊松方程自洽耦合,使用“局部场近似”,这意味着假定传递系数和源系数已通过约化电场进行了充分参数化。 此模型执行稳态仿真,对内部电极施加几十 kV 的电压,进行持续放电,外部电极接地,重点研究了带电粒子的产生和输送,以及如何转化为放电的电流-电压特性。

介质阻挡放电

本模型模拟了大气压下气体的电击穿。对一维以上的介质阻挡放电问题进行模拟是可实现的,但由于其中涉及的物理现象相当多,结果常常难以解释。 在这个简单的模型中,通过假定介电间隙远小于平板的直径,将问题简化为一维。为了重点描述击穿过程的物理效果,模型使用了简单的氩气化学反应,尽可能地减少物质和反应的数量。

大气压下电晕放电

此模型模拟两个同轴导体之间的负电晕放电。向内导体施加负电势,外部导体接地。在大气压下的氩气中模拟放电。

GEC 电感耦合等离子体反应器,氩化学

NIST 引入了 GEC 反应器,为不同实验室的放电实验和建模研究提供了一个标准化平台。等离子体通过感应加热来维持。本模型中,该参比池通过电感耦合等离子体来建模。 模型研究氩化学 GEC 参比池的电特性。

ICP 反应器三维模型 - 氩化学

在 COMSOL 中可以执行三维等离子体建模。一个方形线圈置于电介质窗顶部,并受到 13.56 MHz 的电激励。等离子体在电介质窗下方的腔室中形成。腔室中含有低压(20 毫托)氩气,气体从两个 2 英寸端口流入处理室,并通过一个 4 英寸端口被抽出。等离子体通过电磁感应来维持,功率从电磁场传递到电子。

电感耦合等离子体 (ICP) 炬

此模型研究大气压下电感耦合等离子体炬的电特性和热特性,假设放电为局部热力学平衡状态。

电容耦合等离子体 中文

NIST 主办的气体电子学会议 (Gaseous Electronics Conference) 提供了一个研究电容耦合等离子体 (CCP) 反应器的平台,这是该 App 的基础。 电容耦合等离子体的工作原理与电感耦合等离子体不同。在 CCP 反应器中,在充满低压气体(通常压力为 1 托,此例中的气体为氩气)的小间隙施加正弦静电势来维持等离子体。功率沉积到 CCP 反应器的机理是高度非线性的,系统需要足够多的 RF 周期才能得出周期性稳态解。 在该 App 中,用户可以提供输入,配置等离子体和电介质的属性,也可以进行常规的操作输入,例如输入单元的物理尺寸、RF 周期数以及驱动频率和电压。 绘图显示上一个 RF 周期上的时间/周期平均数据和瞬时数据,以及激发态物质的演变,还提供了时间平均数据的动画。此外,CCP 模拟器还返回周期平均沉积功率和峰值电流。

面内微波等离子体

波加热放电可以非常简单,其中使用波导将平面波引导到反应器中,也可以非常复杂,例如使用 ECR(电子回旋共振)反应器的情况。在示例中,波发射到反应器中,产生氩等离子体。波被等离子体部分吸收和反射,维持等离子体。

漂移扩散教学模型

“漂移扩散”接口求解一对反应/对流/扩散方程,其中一个方程描述电子密度,另一个描述平均电子能。 该教学案例计算了漂移管中的电子数密度和平均电子能。由于左边界上的热电子发射,电子以假定的平均电子能释放。随后,由于施加的外部电场与电子漂移速度方向相反,因此电子朝右边界加速运动。

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