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大氣壓非熱平衡等離子體射流電子能譜的演化及機(jī)理研究

發(fā)布時(shí)間:2021-08-24 12:47
  大氣壓非熱平衡等離子體射流由于可產(chǎn)生多種活性粒子、對(duì)環(huán)境友好、設(shè)備簡(jiǎn)單以及經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn),在生物醫(yī)學(xué)、材料加工與制備以及環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域已顯示了廣泛的應(yīng)用前景。大氣壓非熱平衡等離子體射流在生物醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用,例如進(jìn)行殺菌、促進(jìn)傷口愈合以及癌癥治療等,是通過等離子體中的活性粒子影響原核細(xì)胞和真核細(xì)胞來實(shí)現(xiàn)。電子是等離子體射流中的重要粒子,非單能而具有譜分布。研究表明,通過提高等離子體中的電子數(shù)密度以及電子能量,可獲得更多的活性粒子,能夠使活性粒子更深地滲透到細(xì)胞表面的液體層中。因此,研究等離子體射流中電子能量譜分布(電子能譜)的演化及參數(shù)效應(yīng),對(duì)于深入理解射流的傳播及其機(jī)理,對(duì)于研究射流在生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用中活性離子的傳質(zhì)以及活性離子對(duì)生物細(xì)胞的協(xié)同作用,均有重要的意義。本文建立一個(gè)大氣壓非熱平衡等離子體射流空間一維和速度三維(1D3v)的基于蒙特卡羅方法的粒子模擬(PIC-MCC)模型。使用建立的模型,對(duì)針-板型電極結(jié)構(gòu)的大氣壓非熱平衡等離子體射流電子能譜的演化、參數(shù)效應(yīng)及相應(yīng)的機(jī)制進(jìn)行了系統(tǒng)的數(shù)值模擬研究。本文的研究工作,主要包含以下方面的內(nèi)容和結(jié)果:1.詳細(xì)描述了傳統(tǒng)的一維PIC-MCC方法。在... 

【文章來源】:山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】:132 頁

【學(xué)位級(jí)別】:博士

【部分圖文】:

大氣壓非熱平衡等離子體射流電子能譜的演化及機(jī)理研究


圖1-1第一個(gè)N-APPJ的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖??圖1-1是第一個(gè)被報(bào)導(dǎo)的N-APP:[的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖[33]

示意圖,電極結(jié)構(gòu),單環(huán),示意圖


?電源??圖1-2幾種N-APPJ裝置的電極結(jié)構(gòu)示意圖??圖1-2(3)是單環(huán)電極結(jié)構(gòu)1^^?』裝置的示意圖[39-43]。該裝置是由一個(gè)介質(zhì)??管外部套一個(gè)環(huán)狀單電極組成的。當(dāng)在介質(zhì)管中通入工作氣體并在金屬環(huán)電極上??施加高壓后,可以在周圍大氣中產(chǎn)生N-APPJ。圖l-2(b)是在(a)的基礎(chǔ)上加了一??個(gè)環(huán)電極,如此一來,可以在其中一個(gè)環(huán)電極上施加髙電壓

等離子體射流,曝光時(shí)間,傳播過程,大氣壓


(intensified?charge?coupled?divice)高速相機(jī)對(duì)N-APPJ的實(shí)驗(yàn)觀察,發(fā)現(xiàn)等離子??體射流并非像肉眼看到的連續(xù)的整體,而是像“等離子體槍”一樣從噴嘴里射出??“等離子體子彈”ln3],如圖1-3所示。2006年,美國老道明大學(xué)的Laroussi教授??與他的合作者、如今任教于我國華中科技大學(xué)的盧新培教授,同樣用高速相機(jī)觀??察到了這個(gè)現(xiàn)象,并且報(bào)導(dǎo)了等離子體子彈以高達(dá)到105m/s量級(jí)的速度在傳播,??而工作氣體的氣流速度才10?m/s的數(shù)量級(jí)[114]。他們對(duì)此嘗試著給出了一個(gè)解釋,??認(rèn)為之所以在低電場(chǎng)下能產(chǎn)生如此高速的等離子體子彈,光致電離起到了非常重??要的作用[115_117]。??10??

【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
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本文編號(hào):3360017

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