脉冲调制射频电源激励下同轴电极中大气压介质阻挡放电的数值模拟研究

Atmospheric pressure dielectric barrier discharge plasmas have been widely applied in the fields such as biology, medicine, and sterilization. Co-axial electrode has a very great clinical future in electrochemical therapy. Recently it is found that the pulse-modulated power source can effectively control the heat generated in the sterilization; while the internal physical mechanisms need to be further studied. . In this project, the 2D self-consistent fluid model will be established and used to investigate the dielectric barrier discharge in the co-axial electrodes driven by the pulse-modulated source at atmospheric pressure condition. Moreover, the influences of the electrode structure and duty ratio on the discharge characteristics will be studied, and the methods of getting high-activity, high converge efficiency，low-temperature plasmas will be explored.These studies can provide theoretical guidance for its application of this type of discharges in the industrial applications.

大气压介质阻挡放电等离子体近期被广泛应用于生物医学、杀菌等领域。其中，常压同轴电极在电化学治疗等方面具有广泛的临床前景，脉冲调制的射频电源可以有效地控制灭菌等过程中产生的热量，但其中的物理机制还需要进一步研究。. 本课题将开发二维、自洽的流体力学模型，研究脉冲调制射频电源驱动下，同轴电极结构中大气压介质阻挡空气放电的物理特性；研究改变脉冲调制电源占空比、电极尺寸等对放电特性的影响；探索其中的放电模式以及同轴电极中获得高活性、高效率、低温等离子体的方法；分别与其它电极结构与电源类型做比较，研究其优缺点；为其在工业上的进一步应用提供理论指导。

在本基金的资助下，项目组成功地开发出自洽的流体力学模型，研究了脉冲调制射频电源驱动下，同轴电极结构中大气压介质阻挡放电的物理特性；研究改变脉冲调制电源占空比、电极尺寸等对放电特性的影响；研究了脉冲调制电源驱动放电中，亚稳态粒子的的作用和特征；探索了其中的放电模式以及同轴电极中获得高活性、高效率、低温等离子体的方法，为其在工业上的进一步应用提供理论指导。.已经发表学术论文一篇（Phys. Plasmas, 2013, 20: 043511(6).），接收一篇（JPS Conf. Proc.），在投一篇（J. Phys. D: Appl. Phys.）；并且参加国际会议一次（APPC 12），国内会议一次（第16届全国等离子体会议）。