热等离子体体系中非平衡现象的研究

重粒子温度与电子温度均约为一万度量级的热等离子体已经得到相当广泛的工业应用。热等离子体体系中，特别是在电弧等离子体发生器或转移型电弧的电极区和冷壁附近，以及在等离子体射流的边缘区和等离子体与冷物体的交界面附近，总是存在偏离局域热力学平衡乃至偏离局域化学平衡的非平衡现象，并影响热等离子体体系的性能。热等离子体体系中非平衡现象的研究，具有重要的学术价值和实用背景，是一项至今研究仍很不够而又挑战性极强的课题，本项目拟对此开展较为系统性的研究，包括研究热等离子体体系中非平衡现象物理-数学模型的建立，电极鞘层模型的建立，双温度等离子体组分、热力学性质与输运性质的理论计算，考虑非平衡效应时磁流体动力学方程组的求解。将编写用于二维、三维、非平衡等离子体数值模拟的计算软件，通过数值模拟，揭示非平衡效应对等离子体发生器特性和等离子体射流特性的影响，以及等离子体加工过程中非平衡效应对颗粒状材料加工的影响。