大气压等离子体流动控制实验

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等离子体物理实验的技巧与注意事项

等离子体物理实验的技巧与注意事项等离子体物理实验作为一门重要的实验科学，对于推动科技进步和发展具有重要作用。

为了确保实验结果的准确性和可靠性，在进行等离子体物理实验时，我们需要注意一些技巧和事项。

1. 实验设备的选择和检查在进行等离子体物理实验前，我们首先需要选择适当的实验设备。

实验设备的选择应根据实验要求和需要进行合理的设置。

在设备选择后，还需要对实验设备进行检查，确保其正常工作。

2. 温度和湿度的控制等离子体物理实验需要在一定的温度和湿度条件下进行，因此我们需要控制好实验室的温度和湿度。

温度过高或湿度过大可能导致实验结果的偏差，因此在进行实验前需要进行合理的调节和控制。

3. 等离子体的激发与诊断在实验中，我们需要通过激发等离子体来获得所需的实验数据。

为了实现这一点，我们可以通过不同的方法，如高压电场激发等离子体或使用激光束。

此外，我们还可以使用各种等离子体诊断技术来观察等离子体的行为和参数。

4. 数据采集和分析数据采集与分析是等离子体物理实验中至关重要的步骤。

在实验过程中，我们需要使用合适的仪器和设备来采集实验数据。

采集到的数据需要进行合理的分析和处理，以获得准确的结果。

在处理数据时，我们可以使用统计学方法和计算机模拟技术。

5. 安全措施和防护措施在进行等离子体物理实验时，我们必须遵循相关的安全措施和防护措施。

实验室应具备合适的防护设备和紧急救援设备。

在实验前，我们还需要清楚了解实验过程中可能遇到的危险和风险，并采取相应的预防和措施。

6. 团队协作和沟通等离子体物理实验通常需要团队协作，不同的研究人员在实验中扮演不同的角色。

为了保证实验的顺利进行，团队成员之间需要进行良好的沟通和协作。

有效的沟通可以减少误解，并提高实验的效率和质量。

总之，等离子体物理实验是一项复杂而重要的实验科学。

通过掌握实验技巧和注意事项，我们可以更好地开展等离子体物理实验，并取得准确和可靠的结果。

在实验中，我们需要选择适当的实验设备，控制好温度和湿度，正确激发和诊断等离子体，合理采集和分析数据，遵守安全和防护措施，以及加强团队协作与沟通。

等离子体实验技术的操作指南

等离子体实验技术的操作指南引言：等离子体实验技术是当代科学技术领域中一项重要的研究方向。

等离子体是一种带电的气体，由离子和自由电子组成。

它具有极高的温度和电导率，以及丰富的物理现象，广泛应用于能源、材料科学、天体物理学等领域。

本文将为您介绍等离子体实验技术的操作指南，帮助您快速准确地掌握该领域的研究方法及实验技巧。

一、实验前准备在进行等离子体实验之前，先要进行必要的实验前准备工作。

首先是实验室的准备工作，包括确保实验装置的完好性、安全设施的齐全以及材料和设备的准备。

其次是文献查阅，了解相关理论和技术，并对实验目的、方法和步骤进行规划。

最后，要制定实验计划，明确实验的时间安排和目标。

二、实验步骤1. 气体准备等离子体实验中常使用的气体包括氢气、氦气等。

在实验前，需要准备足够的纯净气体，并确保其质量和纯度达到实验要求。

同时，要根据实验的需要，调节气体的压强和流量。

2. 真空制备在等离子体实验中，通常需要将实验环境转变为真空环境，以便能够更好地控制和观察等离子体。

因此，需要进行真空制备工作。

首先，使用泵将实验室的气体抽取出来，制备成低压环境。

然后，用气体干燥剂和吸附剂吸附水分和杂质，使真空度达到实验要求。

3. 等离子体激发等离子体实验中，需要使用不同的方法对气体进行激发，以产生等离子体。

这些方法包括电击、激光辐射、射频波辐射等。

根据实验目的和需求，选择合适的激发方法，并根据实验设备的要求进行设置和调节。

4. 等离子体诊断在等离子体实验中，对等离子体的特性和行为进行诊断是十分重要的。

常用的诊断方法包括光谱学、电子显微术、电子探针和微波散射等。

选择合适的诊断方法，并根据实验结果进行分析和判断，以获取所需的数据和信息。

5. 数据采集和分析等离子体实验中，通常需要采集大量的数据进行分析。

数据采集需要使用合适的仪器设备，并结合实际情况和实验需求进行设置。

数据分析需要使用相关的数学和统计方法，以研究等离子体的特性、行为和相互作用。

物理实验技术中的等离子体物理实验操作指南

物理实验技术中的等离子体物理实验操作指南概述：等离子体是一种高度电离的气体，它具有很大的应用潜力，例如在聚变能研究和微电子学中。

进行等离子体物理实验时，正确的操作指南对于获得准确的实验结果至关重要。

本文将介绍一些关键的操作技巧和注意事项。

实验室准备：在进行等离子体物理实验之前，必须确保实验室环境符合要求。

首先，保持实验室干燥，避免湿度对实验产生影响。

其次，确保实验室具备足够的通风和排气系统，以便排除实验产生的有害气体和废气。

最后，对实验室进行必要的清洁和消毒，以确保实验设备和材料的卫生和安全。

等离子体制备：在等离子体物理实验中，制备高质量的等离子体非常重要。

使用不同的方法制备等离子体的过程会有所不同，但以下步骤通常必须遵循。

1. 真空：首先，将实验室装置所在区域制备成高真空状态。

这是为了排除气体和杂质对等离子体的干扰。

使用真空泵将实验室装置抽空至所需的真空度。

确保真空泵和相关设备操作正确，并定期检查和维护设备以保持其正常运行。

2. 气体注入：根据实验需要选择合适的气体，并通过气体供应系统将其注入实验室装置。

重要的是要严格控制气体注入的速率和压力，以确保等离子体的稳定性和一致性。

3. 放电：使用适当的电源系统对气体进行放电。

放电的方式可以是直接放电、射频放电或微波放电等。

根据实验要求选择合适的放电方式，并调整放电参数，以获得所需的等离子体参数。

实验参数控制：等离子体物理实验中，对不同实验参数的控制是非常重要的。

以下是一些常见的实验参数，需要根据实验要求和设备的特性进行适当的控制。

1. 气体压力：气体压力对等离子体的形成和稳定性具有重要影响。

确定适当的气体压力范围，并使用压力计进行实时监测和调整。

2. 输入功率：输入功率是对等离子体施加的电磁能量。

它可以通过改变电源的电压、电流和频率等参数来控制。

确保输入功率与所使用的设备和实验要求相匹配，以防止设备损坏或实验失败。

3. 等离子体密度：等离子体密度是指单位体积内等离子体粒子的数量。

大气压冷等离子体射流试验研究

附件2论文中英文摘要格式作者姓名：聂秋月论文题目：大气压冷等离子体射流实验研究作者简介：聂秋月，女，1982年9月出生，2005年9月师从于大连理工大学王德真教授，于2010年6月获博士学位。

中文摘要大气压冷等离子体射流是近年来兴起的一种新的大气压低温等离子体放电技术，是目前国际上等离子体科学与技术领域的研究热点之一。

其等离子体空间富集的离子、电子、激发态原子、分子及自由基等都是活泼的反应性物种，这些活性粒子数量大、种类多、活性强，易于和所接触的材料表面发生反应, 因此在材料表面处理方面有许多重要应用。

和传统方法相比, 大气压冷等离子体射流表面处理具有操作简单快捷、成本低廉、无废弃物、无污染等显著优点，无论在传统的材料制造、加工和改性等应用领域，还是在新兴的生物医学工程、环境工程、等离子体化工等领域都表现出了良好的应用前景，特别是在温度敏感材料（如生物材料）、复杂形状工件等的表面处理方面，更是显示出了独特的技术优势。

发展等离子体源、诊断等离子体参数、研究等离子体产生与发展的基本物理过程一直都是等离子体科学与技术研究中的重要方向。

本文以大气压冷等离子体射流为重点，开展了以下工作：1.发展了一种毫米量级毛细管针-环电极大气压冷等离子体射流装置，通过考察其电学、光学特性，研究了放电发展过程及等离子体性质。

结果表明：由于在电极设计上采用了曲率较大的毛细管针电极，因此在功率电极附近易于产生较强电场，可明显降低等离子体射流产生及维持电压；此外，由于环电极的引入，放电区间将同时存在两种不同的放电模式（即毛细管针电极尖端附近发生的放电以及毛细管针电极和接地环电极之间发生的介质阻挡放电），与此同时，在下游端环电极的作用下，放电区将形成一个纵向电场，更利于将放电区产生的等离子体引出,形成等离子体射流。

与传统的毛细管针电极射流装置及单环电极射流装置相比，该混合型结构可有效降低射流源工作电压，增强放电强度，提高活性粒子数量。

使用等离子体技术的物理实验技术使用方法

使用等离子体技术的物理实验技术使用方法引言：等离子体技术在物理实验中的应用已经逐渐成为研究领域的一个重要组成部分。

本文将从实验装置搭建、等离子体参数控制和实验方法等方面来探讨使用等离子体技术的物理实验技术使用方法。

一、实验装置搭建在进行等离子体实验之前，首先需要搭建一个适合的实验装置。

实验装置一般包括真空室、电源系统、测量系统和等离子体源等组成部分。

真空室需要能够提供足够高的真空度，以保证等离子体的稳定运行。

电源系统用于提供所需的能量，例如电弧放电、射频功率等。

测量系统则用于测量等离子体稳定运行的各种参数，如等离子体温度、密度等。

等离子体源可以选择不同的类型，如电弧或高频放电等。

搭建实验装置需要根据具体研究目的进行设计，并保证各个部分之间的连接稳固可靠。

二、等离子体参数控制在使用等离子体技术进行实验时，控制等离子体的相关参数是十分重要的。

常见的等离子体参数包括电子温度、离子温度、电子密度、离子密度等。

通过合理的参数控制，可以使等离子体处于稳定的状态，并实现所需的物理实验目的。

电子温度可以通过测量等离子体光谱或电子能谱等方式来确定。

离子温度则可以通过测量离子能谱或离子散射等方法进行评估。

电子密度和离子密度则可以通过测量等离子体的电导率或频率等方式来计算得出。

在进行等离子体实验时，准确测量和控制各个参数是确保实验结果的可靠性和有效性的关键。

三、实验方法等离子体技术在不同的物理实验中有着广泛的应用。

其中一种常见的实验方法是等离子体辅助沉积技术。

该技术利用等离子体对材料表面进行处理，形成具有特定性能的薄膜。

实验过程中，通过在等离子体中引入不同的气体，可以调节等离子体组分和能量，并对薄膜进行控制。

这种方法在薄膜制备、表面改性等领域有着广泛的应用前景。

另一种常见的实验方法是等离子体诊断技术。

该技术利用等离子体的特性来研究等离子体的结构、性质、动力学等。

通过观察等离子体的辐射光谱、电子能谱、电阻率等参数，可以对等离子体的性质和反应过程进行分析。

等离子体流动控制

等离子体流动控制等离子体流动控制是一项重要的科学研究领域，涉及到等离子体物理学、流体力学、控制理论等多个学科。

等离子体是一种带电粒子和中性粒子组成的高温、高电离状态的物质，广泛存在于自然界中的太阳、恒星和闪电等现象中，也可以通过人工的方法产生。

等离子体流动控制的研究旨在利用外部的力和能量来操控等离子体的流动，以达到调控等离子体性质和行为的目的。

等离子体流动控制的研究和应用有着广泛的领域，包括等离子体加速、等离子体推进、等离子体喷射、等离子体混合等方面。

其中，等离子体加速是指通过施加电场、磁场或电磁波等力来加速等离子体粒子，使其获得更高的动能。

这在核聚变实验中是一项关键的技术，通过控制等离子体流动，可以提高核聚变反应的效率，并减少能量损失。

等离子体推进技术是航天领域的热门研究方向之一。

通过控制等离子体的流动，可以产生推力，从而实现航天器的姿态调整、轨道修正和推进等任务。

相比传统的化学推进技术，等离子体推进技术具有推力大、比冲高、燃料效率高等优点，被认为是未来航天技术的重要发展方向。

等离子体流动控制还可以应用于等离子体喷射和等离子体混合等领域。

等离子体喷射是指通过控制等离子体的流动，使其喷射到目标物体上，从而实现材料表面的改性、涂层的制备等功能。

等离子体混合是指将两个或多个等离子体进行控制性的混合，从而实现化学反应、能量传递等目的。

在等离子体流动控制的研究中，常用的手段包括电磁场控制、热力学控制和流体力学控制等。

电磁场控制是通过施加外部的电场、磁场或电磁波等力来操控等离子体的运动和行为。

热力学控制是通过控制等离子体的温度、压力和浓度等参数来调节等离子体的性质和行为。

流体力学控制是通过改变等离子体的流动方式和流动速度等来实现对等离子体流动的控制。

为了实现等离子体流动控制，研究人员通常采用数值模拟、实验研究和理论分析等方法。

数值模拟是利用计算机对等离子体流动进行数值模拟和计算，以预测和优化等离子体流动的行为。

等离子体实验技术的使用教程

等离子体实验技术的使用教程等离子体实验技术作为一种常见的实验方法，广泛应用于物理、化学、材料科学等领域。

本文将以实用角度，介绍等离子体实验技术的使用教程。

一、等离子体基础知识在开始了解等离子体实验技术之前，我们先来了解一下等离子体的基础知识。

等离子体是由电离的气体组成的，其中包含了正离子、电子以及中性粒子。

在等离子体中，正离子和电子呈电中性，但受到电磁场的影响，它们会发生运动并产生电流。

等离子体的独特性质使得它在科学研究和工业应用中具有重要作用。

二、等离子体实验设备与装置进行等离子体实验需要一系列的设备与装置。

下面列举几种常见的等离子体实验设备：1. 等离子体源：等离子体源是产生等离子体的装置，它通常是通过加热、电离或电弧等方式来激发气体，产生等离子体。

2. 等离子体诊断设备：等离子体诊断设备用于观测和测量等离子体的性质和参数，如等离子体的密度、温度、成分等。

常见的等离子体诊断设备包括光谱仪、等离子体质谱仪等。

3. 等离子体控制设备：等离子体控制设备用于控制等离子体的参数和性质，如等离子体的温度、密度等。

常见的等离子体控制设备包括电源、磁场控制装置等。

三、等离子体实验的步骤进行等离子体实验时，一般需要按照以下步骤进行：1. 设定实验目标：在进行实验之前，需要明确实验的目标和所要研究的问题。

2. 准备实验样品：根据实验目标，选择适当的实验样品，并进行准备工作，如清洗、切割、调控形状和尺寸等。

3. 设备设置与调试：根据实验需求，调整和设置实验设备，确保设备正常运行。

4. 实验参数设定：根据实验目标，设定实验参数，如温度、压力、磁场等。

这些参数将直接影响等离子体的生成和性质。

5. 实验操作与观测：启动实验设备，进行实验操作，并进行实时观测。

可以使用等离子体诊断设备来获取等离子体的相关信息。

6. 数据分析与结果总结：对实验数据进行分析和处理，得出结论并总结实验结果。

根据实验结果，可以进一步进行下一步的研究或改进实验方法。

大气压放电等离子体射流研究进展_林德锋

研发设计esearch and DesignR 2013年第34期（总第277期）NO.34.2013( CumulativetyNO.277 )自美国弗吉尼亚老道明大学的Laroussi M博士在1996首次报道大气压放电射流型等离子体（Atmospheric Plasma Jet，APPJ）用于致病菌的杀灭以来，针对APPJ装置的结构设计、放电特性及应用研究，受到了材料、医学、环境、化工等领域诸多学者的广泛关注。

与传统的气体放电等离子体相比较，APPJ的最大优势在于通过强气流将等离子体“吹”出放电腔，直接喷射到大气环境中，使得等离子体与高压电极分离，对操作者的安全性有极大提高。

此外，从传统方式下的气体放电产生等离子体来看，其放电间隙仅限于毫米到几厘米量级，导致狭小空间内的带电粒子的活性与寿命受到影响，这就使得处理样品的尺寸受到极大限制，即使样品能够进入到放电间隙，也会对放电的稳定性带来影响，而APPJ的出现恰好克服了这些缺点。

APPJ的发展与近几年来迅速崛起的等离子体材料学、等离子体医学密切相关。

目前，APPJ不仅在金属、金属氧化物、有机高分子聚合物、热敏感材料的表面亲水性及其化学活性的改性方面已有许多研究成果，同时，这些装置在等离子体医学中已成功用于细菌、真菌、体外凝血、癌细胞治理、牙齿美白等。

在国际上，一些学者甚至将其用于慢性感染伤口的愈合、皮肤螨虫的治疗，且以优于传统方法的临床效果为佐证。

国内对APPJ的研究相对较晚，且大多使用惰性气体（如氦气）放电，除进行材料表面改性、致病菌杀灭以外，在口腔医学、伤口治疗等领域的涉足相对较少。

主要有华中科技大学、中国科学技术大学、中科院物理所、清华大学等高校与研究所。

另外，APPJ自身所含有的高速运动自由基与处理对象间的碰撞反应是物理化学、空气动力学及微生物学等学科的高度交叉，目前的许多研究仍处于实验室阶段，与工业应用仍有相当的差距。

本文概述了APPJ装置的结构特点及放电特性，阐述了它们的基本原理，结合APPJ在材料表面改性与等离子体医学中的广泛应用，对APPJ进一步发展所面临的挑战及未来应用前景进行了展望。

流体力学中的流体流动实验研究

流体力学中的流体流动实验研究导言流体力学是研究流体力学运动规律与特性的学科，其研究范围广泛，包括气体、液体和等离子体在各种条件下的流动行为。

流体流动实验研究是流体力学研究中的重要方法之一，通过实验手段可以获得流体流动的物理量以及流动过程中的细节信息，为理论模型验证、流动控制和工程设计提供基础。

本文将介绍流体流动实验研究的基本原理、常用实验方法和实验设备，并以一些典型的实验研究为例，探讨流体流动实验研究在流体力学领域的应用和意义。

一、流体流动实验研究的基本原理流体流动实验研究的基本原理是通过测量流体流动中的物理量来获得流动规律和特性。

常用的物理量有速度、压力、温度、浓度等，并通过这些物理量来描述流体流动的基本性质和行为。

流体流动实验研究的基本原理可以归纳为以下几点：1.流体力学方程：包括质量守恒方程、动量守恒方程、能量守恒方程等，这些方程描述了流体流动中物理量的变化规律；2.流体运动参数的测量：包括速度、压力、温度、浓度等物理量的测量，这些参数的测量是流体流动实验研究的重要内容之一；3.流动行为的观察和分析：通过实验手段观察和分析流体流动的特性，比如流动的结构、湍流的发展、流动的分离等。

流体流动实验研究的基本原理为深入理解流体流动的规律和特性提供了重要的科学方法。

二、流体流动实验研究的常用方法流体流动实验研究方法多种多样，根据实验目的和要求选择合适的实验方法是实验研究成功的关键。

以下介绍几种常用的流体流动实验研究方法。

1. 流体流动可视化实验流体流动可视化实验是通过观察流体流动过程中的物理现象和特性来研究流动规律的方法。

常用的流体流动可视化实验方法有：•染料法：在流体中加入染料，观察染料的传输和变化，从而获取流体流动的信息；•粒子追踪法：在流体中加入粒子，通过观察粒子的运动轨迹来了解流体流动的特性；•高速摄影法：利用高速摄影技术记录流体流动中非常短暂的瞬间，如湍流的演化过程等。

流体流动可视化实验方法可以直观地展示流体运动的结构和变化，并对流动行为进行定性和定量的研究。

大气压大尺度等离子体射流解读

大气压大尺度等离子体射流大气压冷等离子体射流是近年来兴起的一种新的大气压低温等离子体放电技术,是目前国际上等离子体科学与工程领域的研究热点之一,它采用特殊电极结构,利用气流和电场的作用使放电区域产生的等离子体从喷管或孔口中喷出,形成大气压非平衡等离子体射流,其温度低、化学活性高、可控性好、发生装置简单等特点使之在材料表面处理、生物医学、环境工程、等离子体化工等应用领域表现出某些优势。

近年来,随着大气压冷等离子体射流在工业生产及科研领域的广泛应用,等离子体状态对材料加工稳定性和重复可控性的影响引起了人们的广泛重视。

因此,如何通过设计和改进等离子体源的结构,从而获得均匀性和稳定性更强、产生活性粒子数量和种类更多、尺度更大的射流源具有重要的研究意义。

本文以大气压冷等离子体射流为重点,开展了以下工作：1.提出了一种新型的单针辅助预电离大气压冷等离子体射流装置,以02／Ar混合气为工作气体,利用单针放电作为预电离,在常压开放空气环境中获得了均匀稳定的冷等离子体射流,具有产生及维持电压低、工作稳定性强、宏观温度低、氧原子浓度高(约为1016 cm-3)等特点,在材料表面油渍处理等方面表现出良好的应用前景,采用该射流来处里表面涂有重油的载玻片,其最大清洗率可以到达0.1mm／s。

2.在以往对一维较大尺度大气压冷等离子体射流斑图的研究基础上,近一步探讨了电源频率、介质管尺度以及气体流量对放电模式和斑图演化的影响,并探讨了这一现象产生的物理机制。

结果表明：在自组织斑图阶段,随着频率的增大,放电电流随之增大,放电通道数量也将逐渐增加：介质管尺度是影响自组织斑图放电通道数量的重要因素,介质管尺度越大,则射流在斑图模式下可能出现的放电通道数量就越多。

3.开展了多管阵列化实验,以小尺度毛细管环-板电极大气压冷等离子体射流装置为基本单元,以等边三角形为基本结构,设计了一系列的阵列化组合(如三管阵列,七管阵列以及十三管阵列),能够以氩气为工作气体,在常压开放空气环境产生宏观温度低、均匀性较好、稳定性强、有效面积大的等离子体射流。

大气压沿面介质阻挡放电等离子体流动控制实验研究

大气压沿面介质阻挡放电等离子体流动控制实验研究大气压放电等离子体气动激励作为一种新型的主动流动控制技术,在改善飞行器动力特性方面具有广阔的应用前景。

大气压沿面介质阻挡放电(Surface Dielectric Barrier Discharge,SDBD)由于其等离子体激励器结构简单、无运动部件、无需改变飞行器现有的气动外形结构、能耗低、响应迅速等特有的优势,近些年来已成为流动控制领域中的一个热门研究课题。

提高SDBD等离子体激励器诱导的电流体动力(Electro-hydro-dynamic,EHD)效应以实现更好的气流控制效果是该课题的一个重要研究方向。

为了使激励器能够有效应用于实际工程领域,通过改变控制参数、优化激励器结构、改变电源驱动等手段提升激励器的动力特性,并进一步探究实验现象背后的物理机制具有重要的研究意义。

本文以提升SDBD等离子体激励器所诱导的EHD效应为目标,以分析实验现象背后的物理机制为侧重点,开展了激励器性能的优化研究工作。

本文首先介绍了实验研究中所用的仪器设备及测量装置,然后开展了纯交流驱动下SDBD等离子体激励器的参数优化研究工作及双高压一“交流高压叠加脉冲偏压”驱动下SDBD 等离子体激励器的性能研究工作。

其中,在纯交流驱动情况下,主要研究了交流峰峰值电压及密封电极宽度对激励器诱导的气流速度和推力的影响,简要考察了介质材料、介质板厚度以及电极间隙参数对激励器诱导推力的影响;在双高压驱动下,首先研究了“交流高压叠加正或负脉冲偏压”驱动对激励器性能的影响,并在此基础上对“交流高压叠加同步正脉冲偏压”驱动下的激励器性能展开了进一步的研究。

主要内容如下:1.研究了交流峰峰值电压对激励器诱导的气流速度和推力的影响。

借助测量的放电电压电流波形、表面电势分布以及拍摄的放电扩展照片、纹影照片等,探究了实验现象背后的物理机制。

结果表明,激励器诱导的气流速度和推力都随着峰峰值电压的增加而增加,这是因为提高峰峰值电压能够增强电极间的外电场和表面电荷累积,而增强的外电场和增加的表面电荷累积将有助于更多的氧负离子沿着介质板表面朝放电延展方向迁移,从而能够产生较大的气流速度和推力。

大气压气体放电等离子体流动控制概述

大气压气体放电等离子体流动控制概述齐晓华;雷济宇;王海燕;金鸽;史冬梅【摘要】Plasma, like solid, liquid and gas, is an existing form of matter, and it is also called the fourth state of matter.In this paper, firstly, the basic characteristics of gas discharge plasma , the widespread existence of plasma in the space, the method of plasma division, the generation method of plasma and the development history of gas discharge plasma are briefly introduced .Secondly, the importance of airflow control technology in aerospace field, the classification of airflow control technology , the technical advantages and the mechanism of ac - tive airflow control technology are further introduced.Thirdly, the current status of atmospheric pressure discharge plasma airflow control technology are emphatically introduced , and the technical advantages of atmospheric pressure barrier discharge plasma airflow control technology and its application in airflow control field are mainly introduced.At last, the research work of atmospheric pressure barrier discharge plasma in airflow control field is prospected.%等离子体与固体、液体、气体一样,是物质的一种存在形态,也被称之为物质的第四态.首先简要介绍了气体放电等离子体的基本特性、等离子体在空间中的广泛存在状态、等离子体的划分方法、产生方法以及气体放电等离子体研究的发展历程;其次进一步介绍了流动控制技术在航空航天领域的重要性、流动控制技术的分类、主动流动控制的技术优势以及流动控制技术的作用机理等;然后着重介绍了大气压气体放电等离子体流动控制技术在国内外的发展现状,并主要介绍了大气压介质阻挡放电等离子体流动控制技术的技术优势及其在流动控制领域中的研究现状;最后文章对大气压介质阻挡放电等离子体流动控制领域的研究工作进行了展望.【期刊名称】《渤海大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(039)001【总页数】9页(P31-39)【关键词】气体放电等离子体;流动控制;大气压介质阻挡放电【作者】齐晓华;雷济宇;王海燕;金鸽;史冬梅【作者单位】渤海大学数理学院, 辽宁锦州121013;大石桥市高级中学, 辽宁大石桥,115110;大石桥市高级中学, 辽宁大石桥,115110;大石桥市高级中学, 辽宁大石桥,115110;渤海大学数理学院, 辽宁锦州121013【正文语种】中文【中图分类】TM2150 气体放电等离子体概述等离子体(Plasma) 又叫电浆，这个词语最初是由朗缪尔(Langmuir)等人〔1〕在1929年研究物理放电时引入到物理学中的.等离子体与固体、液体、气体一样，是物质的一种存在形态，指的是当物质温度升高或受到离解、电离后，由大量带电粒子和中性粒子组成的具有集体行为的，宏观上呈现准中性的宏观混合热力学体系.等离子体在宏观上呈现电中性，但由于其体系中存在大量的带电粒子，当带电粒子密度较高时，整个体系将会受带电粒子的运动所支配从而呈现出一系列不同于固、液、气三态的自己独有的一些特质，就这个意义而言，等离子体也被称为物质的第四态.据推算，宇宙中99.9%的物质均以等离子体的状态存在.等离子体广泛存在于宇宙星球、星际空间、地球高空的电离层、闪电及极光中，除此之外，等离子体还可以通过裂变、热核聚变、光电离以及气体放电等人工方法产生，因此，等离子体参数的空间跨度很大.图1〔2〕给出了等离子体密度和温度这两个热力学参数的跨越幅度.从图1中可以看到，等离子体密度可从103 m-3跨越到1033 m-3 ，而温度也可从102 K跨越到109 K.依据不同的分类标准，等离子体有很多种分类方法.等离子体按照温度划分可分为高温等离子体和低温等离子体〔2-4〕.高温等离子体是指完全电离的等离子体(通常由受控核聚变、氢弹、原子弹以及宇宙恒星所产生)，他们的温度可高达108 K-109 K；而低温等离子体是指处于部分电离状态且温度相对高温等离子体而言较低.低温等离子体又可分为热平衡等离子体和非热平衡等离子体，其中热平衡等离子体中电子和离子的温度几乎相同，且宏观温度较高，可达到2000 K-5000 K；而非平衡态等离子体中电子温度远远高于离子温度，电子温度可高达几个eV，而离子温度通常小于1000 K，甚至接近于常温，所以非平衡态等离子体也被称作冷等离子体.图1 等离子体参数空间在实验室里等离子体的产生方法有许多，如射线辐照法、气体放电法、激光辐射电离法、热致电离法、光电离法及场致电离法等，其中气体放电法是实验室中产生等离子体的最常见和最主要的方法〔4-7〕.气体放电通常指的是气体在电场作用下被击穿而导电的物理现象，利用气体放电的方法来产生等离子体可以追溯到几百年前.图2简要给出了气体放电研究的发展历程：图2 气体放电研究的发展历程1600年，W.Gilbert在编著的《磁石》一书中创造出“电”(electricity)这一词语，此后，人们才逐渐系统地了解和研究有关电的认识.1672年，G.Wilhelm在旋转的硫磺球上首次观测到了人工条件下产生的放电火花，从而揭开了气体放电研究的序幕.此后，更多的放电形式被相继发现并提出，而在此过程中，人们对于气体放电的研究也由最初的实验现象观测逐渐上升到了理论研究高度.1889年，Pasehen根据平行平板电极的间隙击穿试验结果得出了著名的Paschen定律.Paschen定律在宏观尺度上给出了击穿电压和电极间距以及气体压强的关系，该定律表明，在放电气体种类和放电阴极材料都确定的条件下，击穿电压V只是电极距离d(cm)和气压P(torr)乘积的函数.该定律在实际应用中是非常重要的.另外，M.Faraday，ngmuir，P.Debye，J.S.Townsend，H.Raether等研究人员也对气体放电等离子体的实验及理论研究工作做出了卓越的贡献.其中，Townsend提出的气体击穿理论〔6,7〕及Raether提出的流注击穿理论〔6,7〕把气体放电的理论研究工作向前推进了一大步.1 放电等离子体流动控制概述流动控制是当前流体力学研究的前沿和热点课题之一，其研究可以追溯到1904年普朗特边界层理论的提出〔8〕.流动控制技术不但具有丰富的理论内涵,同时也具有非常重要的工程实用价值.我们知道，飞行器在运动时会受到流体所施加的阻力,从而导致飞行器飞行时产生振动和噪音,严重情况下甚至会导致飞行失稳，这在航空航天领域显得尤为重要.高效的流动控制可以减少能源损耗，提高推进效率和飞行稳定性，这使得飞行器性能获得大幅提升成为可能，因此,近十多年来流动控制的研究获得突飞猛进的发展.根据能量消耗和控制环路方式的不同，流动控制技术可分为被动控制和主动控制〔9〕.被动控制技术不需要额外能量的介入，其是利用某种流动控制装置通过预先设定的控制方式从而来改变流动环境的一种技术.该技术的主要缺点是当实际情况偏离设计状态时,控制效果无法达到最佳.目前，该技术已被广泛应用于机翼、涡流发生器等机械设备中.主动控制技术需要引入辅助能量，它是通过在流动环境中直接注入合适的扰动模式，该扰动模式与系统内在模式相耦合，从而达到控制的目的.相对被动控制而言，主动控制技术主要具有以下三大技术优势〔10〕：一是可以精确控制复杂动力系统的相位；二是借助在临界点输入能量的方式，通过控制临界点的流动从而达到影响整个流场的目的；三是主动控制装置所产生的扰动与主流直接进行耦合，从而克服常规控制装置附加损失大、可靠性不高等缺点.根据不同的工作机理，主动流动控制技术可以分为多种不同形式，如图 3所示.图3 主动流动控制的分类在复杂多样的主动流动控制技术中，等离子体流动控制手段已经悄然成为一种能够提高飞行器气动性能的新型流动控制技术.等离子体流动控制机理可以归纳为三种，即撞击效应、温升效应和化学反应效应.撞击效应是指在足够大的电场强度下引发电子雪崩,空气被击穿后产生氮离子、氧离子,而后这些离子在电场中加速运动并通过撞击将动量传递给中性的气体分子,从而达到了加速气体运动的效果.温升效应是指壁面附近的气体被加热而温度升高,密度减小,在原有平衡力系下出现浮升力;此外气体物性也会因温度升高而改变.化学反应效应是指在等离子体放电过程中会产生大量的自由基和准分子(如OH、O、NO等)，并伴随着能量的交换,这些会影响气体的组分.在这三种效应中，撞击效应起主导作用.2 大气压介质阻挡放电等离子体流动控制技术研究现状随着航空航天科技的飞速发展，等离子体流动控制技术由于其特有的技术优势和广阔的工业应用前景，备受国内外众多科研机构和科研人员的重视.对等离子体流动控制的研究最早始于俄罗斯，美国紧随其后，之后，德国、法国、英国及我国都开展了大量关于等离子体流动控制技术的研究工作.俄罗斯对等离子体流动控制的研究最初是受到飞行器再入时等离子体黑障现象的启发，随后以高超声速条件下等离子体隐身和减阻为主要研究目的对介质阻挡放电(DBD)等离子体流动控制技术进行了大量的研究.1994年首次提出了应用磁流体动力技术(AJAX)的高超声速飞行器的概念，该理论综合了等离子体、磁流体流动控制及燃烧控制，在国际上引起了广泛的关注.受俄罗斯AJAX项目的启发，美国随即也开展了大量关于弹道靶风洞的实验研究，并进一步证实了高超声速等离子体减阻的实验结果.美国后期的实验研究工作主要围绕局部丝状放电、DBD及等离子体合成射流等方向展开.2004年，等离子体流动控制被美国国防部列为面向空军未来发展的重点资助领域之一.2005年，以利用等离子体改善气动特性和推进效率为主要研究方向，美国空军科研局将等离子体动力学列为未来几十年内保持技术领先地位的六大基础研究课题之一.此外，欧洲在21世纪初期实施了Plasmas for Amerodynamic control计划.北约在2009～2013年制定了利用等离子体气动激励来提升军用飞行器性能的计划，主要对介质阻挡放电等离子体气动激励诱导的旋涡特性、耦合模拟等工作进行了深人的研究.我国的等离子体流动控制方面的研究工作始于二十世纪中后期，主要围绕高超声减阻、隐身等工作展开.二十一世纪以来，针对DBD气动激励等离子流动控制的研究工作获得了突飞猛进的发展.2005年，等离子体动力学与磁流体力学被列入“国家重大战略需求的基础研究”中的“航空航天重大力学问题”.2006年，国防科工委也将“等离子体推进技术”列为国防基础科研的“十一五”发展规划.在一些国家重要专题研讨会上，等离子体流动控制也成为了重要议题.在众多的等离子体流动控制装置中，DBD等离子体激励器由于其特有的技术优势和广阔的工业应用前景〔11-16〕，格外受关注，也是获得研究最多的一种激励器结构.DBD等离子体流动控制技术的主要优势是：装置无运动部件、激励器结构简单、运行频带宽、动态响应迅速〔17〕及可以通过改变几何尺寸改变空气动力特性等.DBD等离子体流动控制技术的显著特点是可以利用局部微观的气流扰动来控制全局大流量的流场特性.比如，通过有效控制剪切流动，可以改变钝体尾迹流态,进而达到减小压阻、减小噪声的效果；通过抑制边界层分离，进而减小湍流边界层的阻力，提高机翼的涡升力，从而使飞机的性能得到大幅提升.受限于激励器流场控制能力、激励器响应频率及环境适应性等因素，DBD流动控制研究目前主要是在低速、低雷诺数条件下的流场环境下〔18，19〕开展.目前已经证明DBD能够抑制雷诺数为105的流场中翼型边界层分离〔20，21〕，有效抑制叶顶间隙泄漏流,从而降低叶顶损失〔22〕.由此许多国内外专家都认为其在飞行器减阻增升、提升飞行器性能及发动机增推扩稳方面的应用前景广阔,并将其列为21世纪最有发展潜力的航空前沿技术之一.作为DBD等离子体气动激励器的一种，沿面介质阻挡放电(Surface Dielectric Barrier Discharge，SDBD)由于激励器结构简单、易于布置、整个激励器可以直接贴附于绝大部分翼型表面而无需改变原有气动外形设计等优势，是目前等离子体流动控制领域研究最多的一种放电形式.图4 沿面介质阻挡放电对边界层分离再附着控制效果，来流速度为2.85 m/s最早的SDBD气流控制研究始于俄罗斯，其在20世纪60年代初期，就利用SDBD产生的等离子体气动激励特性进行了关于翼型流动分离的实验研究〔23〕.90年代中期，美国Roth等通过研究表明SDBD可以在大气压下开放环境中产生大面积均匀稳定的等离子体(One Atmospheric Uniform Glow Discharge Plasma，OAUGDP)，并对低速来流有明显的控制效果〔24〕.随后，他们开展了基于OAUGDP的边界层控制、紊流抑制减阻、翼型大攻角分离流再附着〔25，26〕以及等离子体激励器的优化设计〔27〕等一系列的研究工作，研究成果表明SDBD有良好的应用前景.图4给出了在来流速度2.85 m/s情况下，SDBD等离子体可以实现边界层分离再附着的示例.美国Roth等的这一系列研究引起了全球范围的广泛关注，将SDBD等离子体流动控制研究引向新的高潮.典型的SDBD等离子体激励器结构如图5(a)所示〔28〕，在绝缘介质板材料(通常是石英、云母片、聚四氟、聚酰亚胺等柔性耐高温绝缘材料，厚度通常为毫米量级)两侧非对称地安装两个电极(一般为金属箔，厚度小于0.1 mm).通常一个电极暴露在空气中，另一个电极用绝缘材料封装起来.当施加在两电极之间的交变高压高于击穿电压时，裸露电极的一侧就会产生沿介质板表面延伸的一层明亮的等离子体，如图5(b)所示.图5 典型沿面介质阻挡放电结构及放电形貌目前针对SDBD的研究工作以实验探索为主，主要围绕如何提升激励器所诱导的气流速度和推力展开.总的来说，主要包括优化激励器的常规参数以及探究激励器诱导的气流速度、推力的产生机制.其中，大气压SDBD气流控制装置的优化主要包括改变激励器结构和功率源驱动两方面工作.激励器结构主要包括暴露电极结构、下电极宽度、电极间距、介质板厚度及介质材料等.功率源驱动的工作主要包括驱动电压波形、多种相互叠加的波形、电压幅值、电源频率等.另外，气压〔29-31〕、外部气流〔32〕、气体成分〔33，34〕、温度〔35〕、湿度〔36〕等周围环境因素也被证实对激励器性能会产生影响.关于激励器暴露电极的结构研究中最值得一提的是平板电极，毛细钨丝〔37，38〕(直径最小可达15 μm)和丝网状电极结构〔39〕.其中，平板电极是最初、最基本的激励器电极结构形式，大量实验研究工作是针对平板电极结构展开的，后续研究中的优化效果也是相比较这种电极结构而言的；毛细钨丝和针网状暴露电极结构引人关注的主要原因是他们能够显著提高激励器所诱导的气流速度和推力，潜在的物理机理尚不明确，引人深思.功率源驱动方面的研究工作主要可总结如下：大多数情况下，SDBD等离子体激励器的功率源驱动为交流正弦波高压(电压幅值为1 kV-50 kV，频率为100 Hz-100 kHz).近些年，以高压纳秒脉冲电源激励的SDBD得到越来越广泛的关注〔40-52〕.此外，一些学者也对三角波、方波、正负锯齿波等其他波形〔53-56〕做了探索性地研究.与此同时，国内外不少研究单位开始尝试利用波形叠加的方法〔57-62〕进一步优化激励器性能，以求获得更佳的气流控制效果.经过十几年的努力，SDBD等离子体流动控制技术的研究工作取得了一定的进展.例如，单个SDBD激励器所诱导的最大气流速度可以达到11 m/s〔37〕.但要想激励器诱导的气流实际应用于航空航天领域中，其诱导的气流至少要对飞机的起降速度(100 m/s)达到有效的控制，这要求SDBD诱导的气流速度至少要达到30m/s.而目前，SDBD激励器所诱导的气流速度大大限制了其在航空领域的实际应用.3 展望尽管目前大气压放电等离子体流动控制技术获得了广泛的研究，但是,人们对于DBD的发生机制及演化的认识，却仍处于起步阶段.人们对于实验研究过程中所出现的一些实验现象背后的物理机理还不是很清楚，针对放电特性而开展的诊断手段仍然有待进一步完善，通过调节实验参数等手段以大幅度提升激励器所产生的气流速度还不能够实现.到目前为止，DBD等离子体激励器所诱导的气流速度还远不能达到实际应用的要求.为了更大限度地提高激励器性能，实现激励器性质的飞跃，行之有效的方法是需要从根本上寻找影响气流和推力提升的本质因素.此外，除了大力开展实验研究外，应尝试在现有的实验观测基础上建立相关的理论模型，数值模拟等离子体放电形成和传输的物理过程及在不同实验条件下的发展演化，研究放电过程中各重要物理量随时空的变化情况，并不断发展完善理论模型，使理论模型与实验观测结果之间相互佐证，以便更加深入地研究实验现象背后的物理机制.参考文献:【相关文献】〔1〕TONKS 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一种大气压放电氦等离子体射流的实验研究_江南

一种大气压放电氦等离子体射流的实验研究_江南近年来，大气压放电在等离子体物理、光谱学、离子化学及生物医学等领域得到了广泛的应用和研究。

其中，大气压放电氦等离子体射流是一种非常有活力的研究方向。

大气压放电氦等离子体射流是通过施加高压电场使氦气发生放电，并产生等离子体射流。

该等离子体射流具有高速度、高温度、高浓度等优点，适用于多种化学、物理和生物学实验。

大气压放电氦等离子体射流实验涉及多个步骤。

首先，需要准备放电装置，包括气体供给系统、电源系统和等离子体射流探测系统等。

这些装置需要精确地控制氦气的流量、气体的纯度和电压的大小，以确保实验的稳定性和可靠性。

然后，将氦气注入放电室，调节气压和气体流量，使氦气达到放电状态。

接下来，施加高压电场，产生等离子体射流。

通过调节电压大小和电场强度，可以控制等离子体射流的速度和温度。

最后，使用等离子体射流探测系统，对射流进行观察和分析。

大气压放电氦等离子体射流实验的研究内容很丰富。

在物理学方面，可以研究等离子体射流的基本性质、运动特性和相互作用。

通过利用高速相机、谱仪和光电离探测器等先进仪器，可以观察到等离子体射流的形态、能量分布和光谱特性。

同时，可以研究等离子体射流与外部物质的相互作用，如与固体物质的碰撞、表面反应等。

这些研究对于深入理解等离子体物理和离子化学过程具有重要意义。

在化学和材料科学方面，大气压放电氦等离子体射流可以用于高温等离子体反应的研究。

等离子体射流具有高温度和高能量的特点，可以使其在气相和固相反应中发挥重要作用。

通过改变等离子体射流的参数，如温度、浓度和速度，可以调控和优化等离子体反应的过程和产物。

此外，等离子体射流还可以用于材料表面的处理和改性，如表面清洁、涂层制备和纳米材料合成等。

生物医学方面，大气压放电氦等离子体射流的应用潜力也非常巨大。

等离子体射流具有杀菌、促进伤口愈合和癌细胞治疗的效果。

通过调节等离子体射流的参数，可以选择性地杀死细菌、病毒和癌细胞，而对健康细胞的伤害较小。

等离子体流动控制技术研究进展

２１等离子体冲击波流动控制理论．
等离子体气动激励有效抑制流动分离的速度，是决定等离子体流动控制能否走向应用的重要因素。受
绝缘材料抗击穿能力和等离子体产生方式的限制，壁面射流” “ 速度很难显著提高（／）只能抑制低速８ｍｓ，
１４等离子体气动激励器和电源．
２００６年，国大气辉光技术公司宣布在美国空军科研局的资助下，高效、美在高鲁棒性的等离子体激励器研制方面取得突破，准备将其用于无人机飞行控制，国空军科研局宣布在柔性等离子体激励器技术方面并美
动控制效果进行了探索。１３内流等离子体流动控制．
美国圣母大学在等离子体气动激励抑制涡轮低雷诺数流动分离方面开展了一系列的研究工作］加拿，大蒙大工学院进行了等离子体气动激励抑制轴流压气机旋转失速扰动波的仿真研究］Ｇ，Ｅ公司全球研发中心进行了等离子体气动激励控制压气机叶尖流动、大压气机稳定性的仿真研究］俄亥俄州立大学进扩，行了等离子体气动激励控制喷管流动与噪声的实验研究ｌ。９］
先地位。１１等离子体气动激励特性与建模仿真．
电晕放电、质阻挡放电、介电弧放电、波放电、微电晕／介质阻挡组合放电、局部丝状放电等离子体气动激励进行了大量研究 … 。通过探针、光谱仪、天平、ＩＰＶ等手段，放电特性、离子体特性和流动特性进行了对等时空分辨测试，获得了等离子体气动激励的功耗、等离子体转动和振动温度、导的速度场和涡量场等特性。诱

等离子体流动分离控制的数值模拟

机械与宇航工程系，加州尔湾９６７— ３７）２９９５
摘
要
采用Ｓｙｈｙ等提出的等离子体激励器对流动施加体积力的简化模型，试了激励器对圆柱绕流分离的控制效果。研测
究了激励器对于大迎角下ＮＣ０５翼型流动分离的控制情况。数值结果表明：ＡＡ０１前缘是施加激励作用的最佳位置；当激励器处于最佳激励位置时，ＮＣ０５翼型施加等离子体激励能有效的抑制流动的分离。在所研究的范围内，对ＡＡ０１施加的激励强度
⑥
２１ＳｉＴｃ．ｎｎ．０ｃｅｈＥｇｇ１．
航空航天
等离子体流动分离控制的数值模拟
侯龙锋高超郑博睿刘锋罗时均。＇
（北工业大学翼型叶栅空气动力学国防科技重点实验室，安７０７；国加州大学尔湾分校西西１０２美
性变化。
（ＰＤ－００９００）、北工业大学基础研究ＳＦＰ２８６９０３西０
（ＰＦＲＷ０８０）资助ＮＵ—Ｆ — １１２第一作者简介：龙锋（９８）浙江人，士，究方向：算流侯１８一，硕研计
（Ｙ））Ｙ— ｏ
式（）７中为电压频率；为电荷的密度；电荷ｅ为的带电量；ｔ电极的放电时间；Ａ为Ｅ为电场强度矢量；Ｌ弹性碰撞有效系数；Ｏ为Ｅ矢量可通过式（）６中

基于等离子体流动控制的压力分布研究

电极介质阻挡放电（ＤＤ）离子体激励器进行激励控制，ＳＢ等压力动态传感器进行测量。在实验段为３０ｍ ×１６ｍ的低湍流．．风洞中进行，实验攻角是４。５。基于圆锥体底部直径的雷诺数为５０。占空循环的频率为１。对不同占空循环比率下００００Ｈｚ
隔ｌ。Ｏ均匀分布在截面圆周上。第８截面上安装有
子体占空循环工作时，采集的非定常压力系数，并
２１０１年１月１１日收到，月３日修改１０
科
学
技
术
与
工
程
１卷１
美国科莱特（ｕｔ）导体公司生产的，号为Ｋｌｅ半ｉ型
结合占空比技术，实现对侧力的线性比例控制。并
洞测试前都经过精心清理，免微小的扰动对试验避
结果的影响。
且利用粒子图像测速仪（Ｉ和非定常压力传感器ＰＶ）
研究了流动机理。实验中，占空循环角频率数量级
１实验模型
统研究具有很大价值，而相位锁定压力分布则用来解释流动机理。文章详细分析了此次实验中，离等
１２压力传感器．
压力传感器的安装如图２所示，第１＿在－７截面，有ＰＩ司制造的９１装Ｓ公８６和８０４０型号的２２５个时间平均压力传感器，个截面３传感器，每６个每

使用大气压等离子体实验装置的基本技巧

使用大气压等离子体实验装置的基本技巧作为一种重要的实验技术，等离子体在许多领域如材料科学、能源、环境等中都有广泛应用。

而使用大气压等离子体实验装置作为实验平台，可以更方便地进行研究和探索。

本文将介绍使用大气压等离子实验装置的基本技巧，以帮助读者更好地进行相关实验研究。

1.实验装置的搭建在进行大气压等离子体实验之前，首先需要搭建好实验装置。

一般而言，该装置由等离子体激发源、等离子体反应区、控制系统等部分组成。

其中，等离子体激发源可以选择不同的离子源，如空气等离子体或其他气体等离子体源。

而等离子体反应区需要提供一个容纳等离子体的空间，并能够进行相应的测量和分析。

2.电源和气体选择在进行大气压等离子体实验时，正确选择电源和气体对实验结果起着关键作用。

首先，对于电源的选择，应该根据实验需要选择合适的功率。

较低的功率适合进行稳态的等离子体实验，而高功率则适合进行激发态等离子体实验。

其次，对于气体的选择，可以根据实验目的和样品的性质选择合适的气体。

常用的气体有氮气、氧气等，不同的气体组合可以对等离子体的性质和反应产物有着不同的影响。

3.实验参数的控制和调节在大气压等离子体实验中，实验参数的控制和调节是非常重要的。

主要包括气体流量、电流、频率等参数。

首先，气体流量的控制对于等离子体生成的稳定性和反应的效果有着重要影响。

在实验中，可以通过调节进气量和出气口来控制气体流量。

其次，电流和频率的选择需要根据实验需要进行调节，控制好放电过程的稳定性和强度，同时也要避免过高的电流对实验装置的损坏。

4.放电过程的观察和分析在进行大气压等离子体实验时，放电过程的观察和分析是评价实验结果的重要手段。

可以通过高速摄影、光谱分析、质谱分析等方法来观察放电的形态和产物的生成。

同时，对等离子体反应区的温度、压力等参数进行监测和记录，以便于后续的数据分析和结果评价。

总之，使用大气压等离子体实验装置需要掌握一些基本的技巧和注意事项。

通过正确搭建实验装置，选择适当的电源和气体，控制和调节实验参数，并对放电过程进行观察和分析，可以帮助研究人员更好地开展相关实验研究。

等离子体物理实验

等离子体物理实验等离子体物理实验是现代物理学中的一项重要研究领域，涉及等离子体的物理性质、行为和应用。

等离子体是一种由离子和自由电子组成的高度激发的态，常见于高温、高能量的环境中，如太阳、星际空间和核聚变反应堆。

本文将介绍等离子体物理实验的一般原理、实验设备和实验方法。

一、实验原理等离子体物理实验的目标是研究等离子体的性质和行为，以揭示其中的物理规律并寻求相关应用。

实验通常包括以下几个方面的研究：1.等离子体的生成与维持：实验中需利用特定的能量源将气体或其他物质转化为等离子体。

常见的方法包括电离、激波和激光等。

2.等离子体的诊断与监测：为了了解等离子体的性质和行为，实验中需要使用各种诊断手段来测量等离子体的密度、温度、速度等参数。

常用的诊断方法有电子探测器、光谱仪和微波干涉仪等。

3.等离子体的稳定与控制：实验中需要通过调节实验条件来实现对等离子体的稳定和控制，以研究其不同行为和应用。

常见的控制手段包括电磁场的施加、温度的调节和边界条件的控制等。

二、实验设备等离子体物理实验通常需要复杂的实验设备来实现对等离子体的生成、控制和测量。

以下为一些常见的实验设备：1.等离子体发生器：用于产生高温、高能量的等离子体，如电离装置、激波装置和激光装置等。

2.等离子体诊断仪器：用于测量等离子体的密度、温度、速度和电磁性质等参数。

常见的仪器包括电子探测器、光谱仪、微波干涉仪和电磁场测量仪等。

3.实验室条件控制设备：用于控制实验室的温度、湿度、气压和边界条件等因素，以确保实验的可重复性和准确性。

4.数据采集和分析系统：用于获取和处理实验数据，如计算机、数据采集卡和相关的数据分析软件等。

三、实验方法等离子体物理实验涵盖了多种实验方法，以下为一些常见的研究方法：1.等离子体诊断：通过对等离子体发射的光谱、微波和电子等信号进行测量和分析，以获取等离子体的参数信息。

2.等离子体交互实验：通过将等离子体与固体、液体或气体等其他物质进行相互作用，研究等离子体与物质之间的相互作用过程和效应。

等离子体激励低速分离流动控制实验研究

第21卷　第2期实验流体力学V ol.21,N o.2 2007年06月Journal of Experiments in F luid Mech anics Jun.,2007　文章编号:167229897(2007)022*******等离子体激励低速分离流动控制实验研究Ξ张攀峰1,王晋军1,施威毅1,武　哲2(1.北京航空航天大学流体力学研究所,北京　100083;2.北京航空航天大学飞机系,北京　100083) 摘要:通过风洞流动显示实验,研究了等离子体激励低速条件下对平板表面分离剪切层的控制特性。

结果表明等离子体激励在失速迎角附近可以有效抑制平板上的流动分离,实现流动的完全再附。

在大迎角下可以显著减小平板完全分离后分离区的宽度。

对比五种不同电极的实验,发现对于给定的输入电压及频率,负极宽度越宽,电极内侧正向间距越宽,其流动控制效果越好。

最后通过改变发烟钢丝的位置和来流状况,证明了等离子体对周围流场的吸附和加速作用,对等离子体激励控制流动分离的机理进行了分析。

关键词:等离子体激励;流动控制;分离流动;低速中图分类号:O53 文献标识码:AExperimental study on the separation control byplasma actuator in subsonic flowZHANG Pan2feng1,WANGJin2jun1,SHI Wei2yi1,WU Zhe2(1.Institute of Fluid Mechanics,Beijing University of Aeronautics and Astronautics,Beijing　100083,Chi2na;2.Department of Flight Design,Beijing University of Aeronautics and Astronautics,Beijing　100083,China) Abstract:The sm oke flow visualization was carried out in wind tunnel to investigate the flow separationcontrol around the inclined flat plate by plasma actuator in subs onic flow.The plasma actuator m ounted at theleading edge of the flat plate can prevent the flow separation and make the flow fully attach to the upside sur2face at the angles of attack near the stall point,and can decrease the width of the recirculation flow region atlarge angles of attack.The experiments with five different arranged electrodes indicated that it is m ore efficientto control the flow separation with larger negative electrode width and spacing between the adjacent edges of theelectrodes,if the v oltage and frequency of the input power s ource are constants.Finally,the suction and ac2celeration effects of the plasma actuator on the surrounding air were con firmed by flow visualization,and themechanism of flow separation control by plasma actuator was discussed. K ey w ords:plasma actuator;active flow control;flow separation;low speedΞ收稿日期:2006208224;修订日期:2006211208基金项目:“十一五”国防预研资助项目;中国博士后科学基金资助项目(2005037035),航空科学基金资助项目(2006Z A51013).作者简介:张攀峰(1978-),男,湖北武汉人,讲师.研究方向:分离流动控制,钝体绕流.E2mail:pfzhang@0　引　言分离流动控制是改善飞机在偏离设计点工作时(比如起飞、着陆,大机动飞行等)气动性能唯一有效的手段。