基于电致伸缩效应的水中纳秒脉冲放电起始机制

• 作者: 李元 李林波 温嘉烨 倪正全 张冠军
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 纳秒脉冲放电 水中放电 电致伸缩 空化
• 年，卷（期）: 2021,（2）
• 所属期刊栏目: 电磁学、光学、声学、传热学、经典力学和流体动力学
• 页码范围: 354-362
• 页数: 9页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.70.20201048

摘要

水中纳秒脉冲放电的起始阶段包含了丰富的物理过程,现有实验诊断技术在揭示数纳秒内液体中电荷输运、倍增过程方面还有不少困难,放电起始的机制尚不明确.本文建立了针板电极二维轴对称水中放电物理模型,仿真研究纳秒脉冲导致的水中电致伸缩效应、空化过程和随后的液体电离过程.结果表明,在纳秒脉冲电压作用下,电致伸缩效应可导致针尖附近数微米区域内的液体发生空化,形成大量纳米尺度的空腔;空腔在其表面电致伸缩压强的作用下膨胀,为电子提供了加速空间;高能电子可引发水分子的碰撞电离,使局域液体被快速电离.电致伸缩机制为理解水中纳秒脉冲放电的起始过程提供了新的视角.