等離子體放電

Plasma Discharge Simulation

放電過程是等離子體物理研究的核心內(nèi)容，放電等離子體源的放電類型包括 (CCP、ICP、DBD、空心陰極、輝光、潘寧放電、微波放電、電弧放電等)。

專業(yè)的等離子體仿真軟件可以提供等離子放電過程及性能監(jiān)測的仿真能力，能夠給出放電過程中不同階段等離子體的運動特征分布及能量分布等�？梢苑抡娴蜌鈮褐懈哳l激勵下的容性放電；也可以用于研究幾托到幾百托，甚至更高氣壓下，高頻線圈激勵的感應(yīng)耦合放電；還可以用來計算有絕緣介質(zhì)插入的大氣壓下的介質(zhì)阻擋放電�？梢杂糜诜烹姷入x子體源的放電參數(shù)以及裝置設(shè)計等，也可以用于對微等離子體放電的內(nèi)部過程進(jìn)行機理研究。

放電的激勵形式不同，以及背景中性氣體氣壓的不同，要采用不同的模型和算法。下圖為放電類型和算法的選擇邏輯。

Ar氣雙頻容性耦合CCP放電模擬

工作氣體為5Pa的Ar，氣體流量為50sccm。上電極60MHz，400W，下電極2MHZ，500W。

采用等離子體流體算法模塊。

氫氣感性耦合ICP放電模擬

采用等離子體流體混合算法模塊進(jìn)行H2感應(yīng)放電的仿真。放電腔直徑250mm、長度220mm。氣壓1Pa，感應(yīng)線圈：10KW，13.56MHz。

大氣壓脈沖放電

擊穿過程的開始階段可以分成種子電子產(chǎn)生、電子能量獲得、雪崩幾個部分；此后將發(fā)展為流注階段，流注階段主要是高密度等離子體團(tuán)塊在電場作用下發(fā)生整體運動的過程。采用流體混合算法放電模塊。

大氣壓長間隙放電

用PIC/MCC算法模擬了30mm間隙火花放電的啟動過程，其中陽極為懸浮電位，即放電過程中被充電導(dǎo)致電位變化。

微波放電

將Maxwell方程組和電子密度連續(xù)性方程耦合數(shù)值求解，對30GHz微波電離大氣產(chǎn)生等離子體的過程進(jìn)行模擬，在大氣壓下形成絲狀等離子體分布。

H平面電子數(shù)密度分布

H平面無量綱電場強度

電弧放電

平板間電弧等離子體放電仿真，采用磁流體仿真模型。

電流密度分布

某時刻電子密度分布