本文通過使用不同放電邊界在介質(zhì)阻擋放電中得到了三種新穎的等離子體放電斑圖。利用圓形放電邊界得到了點線白眼超點陣六邊形斑圖;使用特制的三層條狀玻璃框架觀察并研究了三維雙亮暗點斑圖;采用正方形玻璃框架獲得了帶暈蜂窩六邊形斑圖。利用高速照相機,光電倍增管,高速錄像機和光譜儀等設(shè)備對以上三種等離子體放電斑圖進行研究。結(jié)果顯示,在點線白眼超點陣六邊形斑圖和三維雙亮暗點斑圖中體放電（VDs）的壁電荷會誘導產(chǎn)生沿面放電（SDs）,并且VDs和SDs之間的復雜相互作用以壁電荷傳輸為中介對斑圖的形成起到不可或缺的影響。帶暈蜂窩六邊形斑圖中,在電壓上升沿先放電的暈的壁電荷主導了中心點的下降沿放電。在電壓上升沿后放電的蜂窩框架的壁電荷電場不足以導致下降沿放電。主要工作如下:第一,首次在介質(zhì)阻擋放電中獲得點線白眼超點陣六邊形斑圖。研究發(fā)現(xiàn),小點和線在電壓上升沿的第一電流脈沖放電;暈在電壓上升沿的第二個脈沖放電;中心點在電壓的下降沿放電。小點是放電時間不完全同步VDs,線是由小點的壁電荷電場誘導產(chǎn)生的方向選擇性SDs。通過對點線白眼超點陣六邊形斑圖中的體放電和沿面放電的深入研究,結(jié)果顯示小點VDs的不完全同時性... 

【文章來源】：河北大學河北省

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

體介質(zhì)阻擋放電裝置的典型結(jié)構(gòu)

河北大學碩士學位論文21.2斑圖斑圖是一種非均勻的宏觀結(jié)構(gòu)，在時間或者在空間上具有某種特有的規(guī)律性，是典型的非線性自組織現(xiàn)象[35-40]。在自然界中可以發(fā)現(xiàn)各種形態(tài)各異的斑圖，如動物體表花紋圖，蜂窩斑圖，沙漠條紋圖、螺旋星系圖等。在實驗系統(tǒng)中，自1952年AlanTuring將斑圖作為一種生物系統(tǒng)中形態(tài)發(fā)生的機制提出[41]，在之后的半個多世紀里，其在各個實驗系統(tǒng)中都被廣泛的研究，如：化學反應(yīng)擴散系統(tǒng)[42-44]、非線性光學系統(tǒng)[45-47]、瑞利-貝納德對流系統(tǒng)[48-50]、Faraday系統(tǒng)[51-53]和氣體放電系統(tǒng)[54-57]等。雖然在各個系統(tǒng)中研究者們采用不同的實驗方法和條件來獲取和研究斑圖，但是在各個系統(tǒng)中觀察到的斑圖的外貌特征是相似的，它們形成機制也是存在聯(lián)系的[58]。如起步時間較早，研究理論十分成熟的化學反應(yīng)擴散系統(tǒng)中的擴散方程可以用來解釋生物系統(tǒng)和DBD系統(tǒng)中斑圖的形成機制[59-61]。因此，對一個系統(tǒng)中斑圖的研究成果有望推動整個斑圖系統(tǒng)的發(fā)展。1.3介質(zhì)阻擋放電系統(tǒng)中斑圖的研究方法近年來，介質(zhì)阻擋放電系統(tǒng)中的斑圖以其特有的優(yōu)點，如形成斑圖所用時間短，實驗中的裝置相對簡單，觀察與測量方便等特點引起了研究者們廣泛的關(guān)注[62-65]。國內(nèi)外多個實驗小組在實驗和理論上對介質(zhì)阻擋放電系統(tǒng)中的斑圖進行大量的研究[66-72]。本課題組自2000年開始，使用特制的雙水電極系統(tǒng)對介質(zhì)阻擋放電中自組織斑圖進行探究，(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)(h)圖1-3自然界以及不同系統(tǒng)中的斑圖。瑞利貝納德對流系統(tǒng)反應(yīng)擴散系統(tǒng)法拉第系統(tǒng)介質(zhì)阻擋放電系統(tǒng)自然界中的斑圖

河北大學碩士學位論文62.2實驗裝置實驗裝置如圖2-1所示，由正弦交流等離子體發(fā)生器，示波器，兩個水電極，ICCD相機，高速攝像機(圖中未給出)和光譜儀組成[80]。本實驗采用的電源的頻率為53kHz，電源電壓的可調(diào)節(jié)區(qū)間為0～10kV。兩個水電極都是由帶有銅環(huán)的圓柱形塑料容器組成，容器的內(nèi)徑都是70mm，容器的兩端用1.6mm厚的石英玻璃板密封，并用電導率為9.59mS/cm(25℃)的自來水填充。在兩個平行放置的水電極之間固定有一個中間為半徑為r=2.5cm的圓形氣體縫隙，厚度d=2.6mm的玻璃框架。兩個水電極與玻璃框一同被放入真空室內(nèi)，該真空室?guī)в袣鍤夂涂諝膺M氣口并且與真空泵相連接。實驗中，電壓波形由高壓探頭(TektronixP6015A，1000x)檢測，并由數(shù)字熒光示波器(TektronixDPO4054B)記錄。使用普通數(shù)碼相機(CanonEOS6D)拍攝放電過程中斑圖的普通放電照片。利用ICCD(pro.120PH0047)相機捕獲對應(yīng)不同電流脈沖的瞬時放電圖像。使用HSVC(PCO.dimax)拍攝連續(xù)的斑圖放電照片。斑圖中各個子結(jié)構(gòu)的發(fā)射光譜通過光譜儀(ActonAdvancedSP2750A,CCD:1340×400pixels)采集。2.3點線白眼超點陣六邊形斑圖的演化序列圖2-2(a-d)顯示隨著外加交流電壓的增加，點線白眼超點陣六邊形斑圖的演化序列為：穩(wěn)定的放電絲—白眼同心圓環(huán)超點陣斑圖—點線白眼超點陣六邊形斑圖—同心圓環(huán)超點陣斑圖。當外加電壓達到擊穿閾值時，氣隙中僅出現(xiàn)幾個運動的隨機放電絲(文中未給出)。隨著外加電壓的升高，放電絲的數(shù)量增加，并逐漸穩(wěn)定，如圖2-2(a)所示。當電壓升高后，出現(xiàn)了白眼同心圓環(huán)超點陣斑圖，如圖2-2(b)所示。隨著電壓的繼續(xù)升高，出現(xiàn)了點線白眼超點陣六邊形斑圖（SWHSP）(圖2-2(c))。當電壓再次升高，斑圖演變ICCD玻璃玻璃框架放電氣隙水透鏡光譜儀

【參考文獻】：
期刊論文
[1]脈沖介質(zhì)阻擋放電等離子體熱效應(yīng)實驗[J]. 田永強,蔡晉生,楊磊磊,張正科.  航空動力學報. 2019(12)
[2]非線性梯度胞元分布蜂窩材料的沖擊力學響應(yīng)[J]. 胡俊,任建偉,王愛國,吳德義.  材料導報. 2019(24)
[3]介質(zhì)阻擋放電中白眼超點陣同心圓環(huán)發(fā)光斑圖[J]. 郭麗婷,董麗芳,王朝陽,孫浩洋,于廣林,李彩霞,范偉麗.  發(fā)光學報. 2019(10)
[4]三維共面介質(zhì)阻擋放電裝置及放電特性研究[J]. 李雪林,劉峰,方志.  高壓電器. 2019(09)
[5]介質(zhì)阻擋放電系統(tǒng)中帶暈蜂窩六邊形發(fā)光斑圖[J]. 于廣林,董麗芳,竇亞亞,孫浩洋,米彥霖.  發(fā)光學報. 2018(11)
[6]航空發(fā)動機用蜂窩材料應(yīng)變率相關(guān)本構(gòu)模型及應(yīng)用研究[J]. 孟衛(wèi)華,王建軍,米棟,汪文君,郭偉國.  應(yīng)用數(shù)學和力學. 2018(06)
[7]不同結(jié)構(gòu)六邊形斑圖演化過程光譜特性[J]. 馮建宇,董麗芳,魏領(lǐng)燕,郝芳,杜天,崔義乾.  發(fā)光學報. 2016(09)
[8]介質(zhì)阻擋放電中點線超四邊形發(fā)光斑圖研究[J]. 劉瑩,董麗芳,牛雪姣.  發(fā)光學報. 2014(10)
[9]基于蜂窩結(jié)構(gòu)的傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋問題求解算法[J]. 陸克中,江釗,毛睿,劉剛,明仲.  計算機研究與發(fā)展. 2012(08)
[10]介質(zhì)阻擋放電斑圖動力學研究進展[J]. 賀亞峰,董麗芳,劉富成,范偉麗,王志軍.  自然科學進展. 2007(05)



本文編號：3332540