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大功率热平衡感应耦合等离子体数值模拟及实验研究
大功率热平衡感应耦合等离子体数值模拟及实验研究
作者:
牛越
包为民
李小平
刘彦明
刘东林
基本信息来源于合作网站,原文需代理用户跳转至来源网站获取
感应耦合等离子体
数值模拟
实验研究
放电现象
摘要:
感应耦合等离子体发生器是"临近空间高速目标等离子体电磁科学实验研究装置"的核心部件之一,常用于模拟高焓高速等离子体鞘套环境,为了研究大功率射频中压下感应耦合等离子体发生器的放电特性,采用数值模拟和实验相结合的方法研究其内部的传热与流动特性.本文基于局域热力学平衡条件,通过湍流场-电磁场-温度场的多场耦合开展了功率为100—400 kW的大尺寸射频中压感应耦合等离子体的数值模拟,并通过光强与光谱实验验证.结果表明:大功率等离子体发生器中的电磁场分布类似于中小型功率等离子体发生器;放电能量耗散主要发生在感应线圈所在的区域;石英管内壁温度在线圈所在处比其他区域较高,等离子体呈环状高温结构;等离子体受温差效应与电磁泵效应影响使得入口处产生回流涡.同时开展相应条件下的放电实验发现氩气放电的轴向图像呈边缘高亮与中心暗的环状结构,并通过光谱诊断系统测量氩等离子体的发射光谱,得到发生器电子温度的空间分布,COMSOL仿真温度结果与放电图像光强、光谱测得电子温度较为符合,验证了采用热力学平衡态条件进行数值模拟结果的有效性.本文数值模拟的结果可用于感应耦合等离子体发生器的优化设计及耐温评估.
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内容分析
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关键词热度
相关文献总数
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文献信息
篇名
大功率热平衡感应耦合等离子体数值模拟及实验研究
来源期刊
物理学报
学科
关键词
感应耦合等离子体
数值模拟
实验研究
放电现象
年,卷(期)
2021,(9)
所属期刊栏目
气体、等离子体和放电物理|PHYSICS OF GASES, PLASMAS, AND ELECTRIC DISCHARGES
研究方向
页码范围
282-292
页数
11页
分类号
字数
语种
中文
DOI
10.7498/aps.70.20201610
五维指标
传播情况
被引次数趋势
(/次)
(/年)
引文网络
引文网络
二级参考文献
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共引文献
(0)
参考文献
(1)
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2021(0)
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二级参考文献(0)
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二级引证文献(0)
研究主题发展历程
节点文献
感应耦合等离子体
数值模拟
实验研究
放电现象
研究起点
研究来源
研究分支
研究去脉
引文网络交叉学科
相关学者/机构
期刊影响力
物理学报
主办单位:
中国物理学会
中国科学院物理研究所
出版周期:
半月刊
ISSN:
1000-3290
CN:
11-1958/O4
开本:
大16开
出版地:
北京603信箱
邮发代号:
2-425
创刊时间:
1933
语种:
chi
出版文献量(篇)
23474
总下载数(次)
35
总被引数(次)
174683
相关基金
国家自然科学基金
英文译名:
the National Natural Science Foundation of China
官方网址:
http://www.nsfc.gov.cn/
项目类型:
青年科学基金项目(面上项目)
学科类型:
数理科学
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