低温等离子体放电模拟软件VORPAL(20200920092834)
RFPA用户手册
章节
第一章
内容 RFPA’2D的理论基础概述
对象
所有用户
第二章
安装RFPA 2D及软硬件要求 所有用户
热 键…………………………………1.1 RFPA方法要点
岩石（岩体）是地质、采矿、石油、水利等部门经常涉及的最基 本的天然材料。天然的岩体是非连续、非均质、非弹性、各向异性的 介质。它具有时效性、记忆性和对环境的依赖性。尽管经典力学推衍 了诸多的理论公式，但面对复杂的工程岩体材料仍显得无能为力。在 许多实际工程当中，依据理想化的模式计算出的诸如岩体变形、破坏 和强度等与实际相差甚远。煤矿岩爆、瓦斯突出、采场顶板垮落、水 坝开裂、岩土边坡失稳、地震等众多灾害性事故的发生，不仅给国家 和人民财产造成了巨大损失，同时也表明，人类目前尚缺乏对岩石（岩 体）材料的不规则性、复杂性和物理力学非线性本质的认识和解决这 些问题的方法，致使许多岩石力学问题无法定量或定性地予以解释和 分析。
第三章 第四章 技术支持
RFPA’2D的工作平台概述、
菜单、工具箱等功能、命令 描述
对Windows环境需要进一步学习
和要掌握RFPA’2D的用户
结合具体算例，讲述使用 RFPA’2D的关键问题，列举 具体算例
想运用RFPA’2D软件系统的用户
提供在使用RFPA’2D过程中 所有用户
可能遇到的问题及解决办 法
RFPA用户手册
(中文版)
东北大学岩石破裂与失稳研究中心 2003.10.1
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低温等离子体放电模拟软件VORPAL
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电磁模型和cutting-cell
• 当边界面是个曲面的时候，需要特别注意，直接用锯齿的矩形网格去逼 近，对于电磁模型会带来很大的误差 • 处理这种情况的标准做法是局部细化网格或者在边界处采用梯形近似， 后者如图：
• 在边界处用梯形或者三角形边界求和来代替标准的差分程序：
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Multifield和ComboField
• • • • 对于更复杂的问题，VORPAL提供MultiField和ComboField模式 在模拟中可能需要自定义的外部电磁场（比如外加磁场等等） 甚至可能需要和其他物理场耦合 MultiField允许用户自己写出独立的场定义和推进公式，修改标准的 FDTD算法或者加入别的物理场 • 最早的例子发展于托卡马克射频加热模拟：
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磁化射频腔的二次电子击穿
• 加有磁场的射频谐振腔内，电子被加速并且轰击壁面产生出二次电子， 随着电子倍增，最终发生击穿：
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场致发射模型
• 对电极表面加高压，就可能有电子从电极表面逸出。VORPAL支持电子 的CL模型和Richardson-Dushman模型，Fowler-Nordheim模型。
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粒子建模:网格加热和高阶粒子插值
• VORPAL允许使用5阶的插值函数对粒子的电荷电流进行插值。这种平 滑化大大降低了网格自加热的速度，在几千个等离子体周期内仍然无需 担心自加热。
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可变权重和粒子合并
• 当处理带有雪崩过程的放电行为时，粒子数会快速增加导致模拟失败 • 解决方法是使用可变权重的粒子，当粒子数太多的时候，就增大粒子的 权重而控制粒子数 • 早期的解决方法是随机砍掉一半粒子并将粒子的权重加倍，这种方法会 带来很严重的随机噪声和自加热问题 • Lapenta等提出了将同一网格内的粒子合并来控制粒子数的方法 • VORPAL目前同时支持三种权重控制的方法 – 1.随机丢弃小权重粒子 – 2.将两个粒子合并成一个，保持动量和电荷守恒 – 3.将四个粒子合并成两个，保持能量动量和电荷守恒
COMSOL Multiphysics电磁场与等离子体专题介绍
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COMSOL 4.1的电磁分析工具
AC/DC模块 低频与静态分析，电磁场波动可忽略 电路接口 RF模块 高频电磁分析，需要考虑波动性 电路接口 基本模块 2D或3D的静电场、稳态电流分析（更多功能需要AC/DC） 2D的静磁或者谐变磁场分析（3D功能需要AC/DC）
元器件设计
复杂机械
感应加热/焦耳热
中仿科技---专业信息化软件及技术咨询公司 CnTech Co.,Ltd--- Leading Engineering Virtual Prototyping Solutions Provider
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AC/DC模块新功能
• 2D建模提供单匝/多匝线圈求解域
• 电路接口
–模型树中设置电路元件 –SPICE 网表导入更便捷直观 –端口或线圈求解域的边界与网表连接更简单 –新的元件：Diode，BJT，MOSFET
中仿科技---专业信息化软件及技术咨询公司 CnTech Co.,Ltd--- Leading Engineering Virtual Prototyping Solutions Provider
2010年中国区用户年会
COMSOL Multiphysics
电磁场与等离子体专题介绍
中仿科技高级技术工程师 安琳 博士 （Dr. Lynn An）
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等离子体模块处理非平衡过程 例如放电过程 处于平衡状态的磁流体仿真（MHD） AC/DC模块+CFD模块
低温等离子体技术在VOCs和恶臭异味治理领域的应用.doc
低温等离子体技术在VOCs和恶臭异味治理领域的应用双介质阻挡放电低温等离子体在VOCs及恶臭异味治理领域的应用摘要DDBD技术采用双介质阻挡放电（Double Dielectric Barrier Discharge，简称DDBD）形式产生等离子体，所产生等离子体的密度是其他技术产生等离子体密度的1500倍，该技术是派力迪公司与复旦大学共同研发成功的。
自1994年由复旦大学开始研发，后来与派力迪合作研发，应用于工业恶臭、异味、有毒有害气体处理。
派力迪开创了DDBD技术大规模化工业应用的先河，该技术节能、环保，应用范围广，所有化工生产环节产生的恶臭异味几乎都可以处理，并对二恶英有良好的分解效果。
关键词VOCs处理；恶臭处理；DDBD低温等离子1.前言山东派力迪环保工程有限公司（简称派力迪公司）多年致力于双介质阻挡放电（DDBD）等离子体设备（简称DDBD设备）的研发及工程应用。
自1994年第一台等离子原理样机诞生以来，为了提高设备的运行稳定性、降低设备的制造成本、提高能量利用率、减少设备的运行费用、扩大设备的应用范围等，进行了无数次的改进，从2000年第一代工程应用产品到2014年的第五代产品，从套管式发展为排级式，目前DDBD设备单台处理能力达到了10万方/小时。
在DDBD设备工程应用方面，从2008年中石化齐鲁分公司腈纶厂废气治理工程开始，至今已经完成了120多个废气治理项目，涵盖了石油化工、农药行业、医药行业、皮革行业、造纸行业、食品行业等，治理的污染物质有酸类、醇类、醛类、硫化物、烯烃、烷烃、芳香烃、酚类、有机胺类、酮类、酯类、杂环类等挥发性有机物。
2.DDBD设备工作原理2.1 DDBD设备概念低温等离子体是继固态、液态、气态之后的物质第四态，当外加电压达到气体的放电电压时，气体被击穿，产生包括电子、各种离子、原子和自由基在内的混合体。
放电过程中虽然电子温度很高，但重粒子温度很低，整个体系呈现低温状态，所以称为低温等离子体。
一款低放液体活度监测仪响应的蒙卡分析
一款低放液体活度监测仪响应的蒙卡分析发布时间：2021-06-02T05:59:34.342Z 来源：《中国电业》（发电）》2021年第4期作者：平建晓1，连琦2，曲广卫2，陈宇轩2，赵江斌2，杨中中2，孙世敏2 [导读] 根据实际需求，计算了反应堆二次水污染监测时常选用的典型核素24Na和16N核素的响应因子，其中对24Na衰变的特殊性，考虑了其真符合加出效应。
(1 三门核电有限公司，浙江三门 317112；2 陕西卫峰核电子有限公司，陕西西安 710118)摘要：本文以卫峰设计的一款WF-LL-810B型LaBr3:Ce低放液体活度监测仪为研究对象，用蒙特卡罗软件MCNP仿真计算了对137Cs溶液的全谱及全能峰的响应因子并与实验值进行了对比，结果均符合较好，证明采用的计算模型合理、可靠。
根据实际需求，计算了反应堆二次水污染监测时常选用的典型核素24Na和16N核素的响应因子，其中对24Na衰变的特殊性，考虑了其真符合加出效应。
关键词：低放液体；蒙特卡罗方法；LaBr3:Ce；24Na；16N MCNP Simulation of Low-level Radioactivity Liquid Monitor Ping Jian-xiao, Lian Qi, Qu Guang-wei, Chen Yu-xuan, Zhao Jiang-bin, Yang Zhong-zhong, Sun Shi-min (Sanmen Nulcear Power Co., Ltd. Zhejiang Sanmen, 317112 Shaanxi WeiFeng Nuclear Instrument Inc., Shaanxi Xi’an, 710118) Abstract：Monto Carlo software MCNP has been applied to simulate the designed WF-LL-810B LaBr3:Ce low level radioactivity liquid monitor responses for 137Cs liquid. Both the simulated 137Cs full spectrum and full energy peak responses agree well with experiment results，which proves that the model is reasonable and reliable. Responses for nuclides of 24Na and 16N which are common in reactor secondary water contamination monitoring have been simulated, in which true coincidence of 24Na has been accounted for due to its special decay pattern. Keywords：Low level liquid activity; Monto Carlo simulation; LaBr3:Ce; 24Na; 16N1 引言核电站反应堆在运行中可能发生轻微放射性释放而产生放射性废液，泄漏的放射性废液经放射性废液系统收集和处理，在满足排放标准后进行排放。
低温等离子体放电模拟软件VORPAL.ppt
• 放电过程的模拟，原理上就是PIC-MCC。即用标准的PIC算法处理等离 子体运动，用蒙特卡洛方法模拟粒子之间的碰撞。但相比于其他问题的 PIC模拟，放电问题存在一些特有的问题
– 1. Grid Heating问题更严重：在放电过程中存在电离碰撞，网格自 加热主要的不会提高等离子体温度，而是增加电离率提高等离子体 密度，提高的等离子体密度进一步加强了Grid Heating。
– 2.模拟时间很长，由于放电特征时间主要决定于电离截面和离子渡越 时间，而这两者涉及到微秒甚至毫秒的时间间隔
– 3.常常是静电模型的，而静电场方程的全局特性使其高效并行十分困 难，于是计算性能问题变得非常严重。
– 4.放电腔室和电极结构都可具有复杂的几何形状，因此必须具有对复 杂几何外形建模的能力。此外，考虑到电磁波的反射，在曲线部分 应该能够避免阶梯逼近
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静电模型和求解器
• 在低频放电过程中常常需要使用静电模型对于电磁场进行建模，静电模 型在理论上很简单，就是求解Poisson方程
• 但实践中并行求解Poisson方程是相当复杂的事情，因为Poisson求解 器总是全局的，从而很难写出一个高效率的并行程序
• 此外，对于复杂外形，构造有效的Poisson求解器也很困难 • VORPAL使用Trilinos库进行静电模型求解，这个求解器允许
• 此时，可以使用针对电磁场的隐格式时间步推进来处理电磁场建模
• VORPAL目前支持两种电磁场隐格式模拟：yeeImplicit模型和ADI模型 ，前者使用稀疏矩阵求解Maxwell方程；后者使用变形（针对DeyMittra网格以及PIC）的ADI方法。
• 尽管ADI-FDTD本身非常简单，但在PIC中使用的电磁场推进算法必须 能够保持散度误差守恒，否则会出现虚假解：
06低压等离子纳米涂层技术应用于气体和液体过滤介质的最新进展比利时europlasma
低压等离子纳米涂层技术应用于气体和液体过滤介质的最新进展北京燕京电子有限公司编译比利时Europlasma 公司Filip Legein 等离子体是电离了的“气体”，在真空状态下，射频发生器提供能量使气体发生辉光放电，电离成等离子态（物质的第四态）。
它呈现出高度激发的不稳定态，包括处于高速运动状态的电子、处于激活状态的中性原子、分子、原子团（自由基）、离子化的原子、分子、分子解离反应过程中生成的紫外线、以及未反应的分子、原子等，但物质在总体上仍保持电中性状态。
这些高能粒子和活性粒子与材料表面发生物理或化学的反应，从而达到材料表面清洁、激活、蚀刻、亲水性、疏水性、拒油性、低摩擦、易粘接、涂覆等各种表面改性的目的。
近年来，低压等离子体技术通过物质单体聚合作用，使沉积在材料表面的纳米级涂层，达到非常高级别的疏水性或拒油性。
经过低压等离子处理，可以实现在气体过滤介质中永久的疏水或拒油性涂层，以及液体过滤介质、电池隔离膜等中永久的亲水性涂层。
通过低压等离子技术对过滤介质进行表面改性，由于其干式、环保的特点，越来越被人们广泛应用。
用低压等离子体技术对气体和液体过滤介质进行处理，可提高过滤介质的质量，由于能量和化学品消耗很少，因此可降低生产成本。
关键词：过滤介质，表面改性，纳米涂层，低压等离子体，亲水性，疏水性，拒油性，等离子激活，等离子涂层引言：从上世纪80年代起，低压真空等离子体技术已在工业上应用，起初是作为清洁和刻蚀方法应用，在印刷电路板上对其进行去污。
后来，等离子体技术应用到硬塑料上，用洁净气体如氧气来激活聚合物，激活作用使聚合物外层分子链产生功能团，增加塑料表面的能量，从而增加了与油漆的黏结性或与油墨的黏结力，并能从三维方位对任何复杂形状的材料进行激活。
这种对表面进行功能化的改性技术开辟了等离子体表面处理应用的新领域，如医疗器械、汽车内外饰件和电气消耗品等经等离子体处理后，具有高质量低成本的优势，且符合生态和环保要求。
PLD—DBD低温等离子处理技术简介
PLD—DBD低温等离子处理技术简介低温等离子体是继固态、液态、气态之后的物质第四态，当外加电压达到气体的着火电压时，气体分了被击穿，产生包括电子、各种离子、原子和自由基在内的混合体。
放电过程中虽然电子温度很高，但重粒子温度很低，整个体系呈现低温状态，所以称为低温等离子体。
低温等离子体降解污染物是利用这些高能电子、自由基等活性粒子和废气中的污染物作用，使污染物分子在极短的时间内发生分解，并发生后续的各种反应以达到降解污染物的目的。
等离子除臭——低温等离子体专利技术PLD—DBD低温等离子体(介质阻挡放电)废气治理装置简介PLD—DBD低温等离子体(介质阻挡放电)废气治理装置是派力迪环保工程有限公司与复旦大学共同研制开发的工业废气净化技术产品，采用的放电形式为双介质阻挡放电(dielectric Barrier discharge，简称DBD)。
该产品拥有国家独立知识产权，并获得十余项国家发明专利，在工业化应用方面，走在了其他国家前面，领先于世界先进水平，属于真正的中国创造。
上海化纤一厂利用等离子方法处理废气装置，处理量：8000Nm3/h 流速：10m/s 电耗：0.003KW/Nm3 H2S和CS2去除率＞95%技术简介低温等离子体是继固态、液态、气态之后的物质第四态，当外加电压达到气体的着火电压时，气体分了被击穿，产生包括电子、各种离子、原子和自由基在内的混合体。
放电过程中虽然电子温度很高，但重粒子温度很低，整个体系呈现低温状态，所以称为低温等离子体。
低温等离子体降解污染物是利用这些高能电子、自由基等活性粒子和废气中的污染物作用，使污染物分子在极短的时间内发生分解，并发生后续的各种反应以达到降解污染物的同的。
PLD—DBD低温等离子体处理恶臭气体的作用原理(已H2S和CS2为例)活性粒子的化学反应：CS2*＋CS2→2CS + S2CS2*＋O2→CS + SO2CS + O2→CO + SOnCS→(CS)n (聚合物)SO + O2→OSOOSO + OSOO→2SO2CO + O→CO2···其总的反应为：3CS2 + 8O2→CO2 +2CO + 6SO22H2S + 3O2→2H2O + 2SO2PLD—DBD低温等离子体技术的特点与目前国内常用的异味气体治理方法相比较本装置具有如下优点：- 技术高端，工艺简洁：开机后，即自行运转，受工况限制非常少，无需专人操作。
VSim电磁粒子仿真技术
VSim专业电磁粒子仿真美国Tech-X公司由John R. Cary博士创立，总部设在美国科罗拉多州博尔德市，是专业的等离子技术软件供应商。
Tech-X公司的产品主要包括电磁粒子仿真软件VSim和电磁流体仿真软件USim。
VSim软件提供的独特物理模型涵盖整个等离子体和射频领域的仿真问题，借助于VSim强大的并行算法，诸多应用领域问题得以求解，例如激光等离子相互作用、高功率微波器件、真空电子器件、脉冲功率、高压放电、加速器等。
VSim软件支持从笔记本、台式机到超级计算机，从单核到数万核并行的多操作系统平台。
USim软件是支持等离子体、高超声速流体、化学反应流体模拟的专业电磁流体仿真软件，是求解高超声速流体力学、高能密度物理、天体物理、电气工程等领域复杂问题的高端工具。
VSim软件发展VSim软件是一款灵活的包含电磁场、粒子和等离子体物理的软件，起源于2001年为美国政府部门应用所做的开发。
VSim早期版本称为VORPAL，主要用于解决联邦政府面临的种种难题，包括等离子体加速、加速器腔建模、磁约束核聚变的研究等。
2004年9月30日，Nature杂志封面展示了VORPAL软件对激光尾场加速的仿真结果，对相关实验的成功有重大的指导意义。
2012年11月，推出VSim 6.0。
VSim6.0全面更新了碰撞和蒙特卡洛模块，另有用于全电磁场模拟的新增功能，其便携性和易用性进一步改进。
VSim6.0软件能在日益增长的商业需求方面做的更好。
VSim软件功能模块VSim 专业电磁粒子仿真软件VSim 是包含全电磁模型的粒子仿真软件，是等离子体、微波与真空电子器件、脉冲功率与高电压、加速器、放电等离子体等领域的尖端仿真工具。
VSim 物理基础VSim 功能特征Particle-In-Cell 模型VSim 使用PIC 算法(Particle-in-Cell)来模拟等离子体的演化。
等离子体粒子之间以及和外界的相互作用通过电磁Maxwell 方程组或者静电Poisson 方程求解，等离子体粒子的运动利用宏粒子的相对论运动方程跟踪。
不同电极结构下大气压Ar等离子体射流的流体模拟研究
·等离子体及应用技术·不同电极结构下大气压Ar 等离子体射流的流体模拟研究*蒋园园， 王艳辉， 高彩慧， 王德真（大连理工大学 三束材料改性教育部重点实验室，辽宁 大连 116024）摘 要： 采用二维轴对称流体模型对比研究了3种不同电极结构下大气压Ar 等离子体射流的基本特性。
第一种是带绝缘介质的针电极结构（电场方向和气体流方向平行），第二种是在第一种电极结构的介质管外增加一个垂直气流方向的接地环电极，第三种是不带绝缘介质的裸针电极结构。
研究结果表明，接地环电极的引入对介质管内外的射流传播影响不同。
在介质管内，接地环电极使管内表面附近的径向电场增加，电子密度升高，射流传播速度加快，但对中心轴附近的电场和电子密度影响很小；然而在介质管外，接地环电极的引入导致轴向和径向电场均减小，从而引起射流的传播长度减小，射流通道径向收缩。
通过带绝缘介质的针电极和裸针电极结构的对比研究发现，保持其他条件不变，去掉包裹在针电极上的介质后，由于等离子体电势升高，电场增加，射流的传播长度几乎增加一倍，峰值电子密度增加近一个数量级，而且在整个射流通道内电子密度都保持相对高的值。
此外，对3种电极结构下的主要活性粒子的产生和输运进行了比较研究。
关键词： 大气压Ar 等离子体射流； 电极结构； 二维模拟； 活性粒子中图分类号： O531 文献标志码： A doi : 10.11884/HPLPB202133.210148Numerical study of atmospheric pressure Ar plasma jetsunder different electrode structuresJiang Yuanyuan ， Wang Yanhui ， Gao Caihui ， Wang Dezhen（Key Laboratory of Materials Modification by Laser , Ion and Electron Beams (Ministry of Education ),School of Physics , Dalian University of Technology , Dalian 116024, China ）Abstract ： In this paper, the basic properties of the atmospheric pressure Ar plasma jet with three different electrode structures are comparatively studied using a two-dimensional axisymmetric fluid model. The results show that the introduction of the grounded ring electrode affects the jet propagation both inside and outside the dielectric tube. Inside the dielectric tube, the grounded ring electrode increases the radial electric field near the inner surface of the tube, leading to the increase of the electron density and jet propagation length. However, it has a slight effect on the electric field and electron density near the central axis. Outside the dielectric tube, the introduction of the grounded ring electrode results in the reduction of the electric field both in axial and radial directions. This inevitably causes the decrease of the jet propagation length and a contraction of the jet channel radius. For the bare needle electrode structure, the removal of the medium wrapped around the needle electrode increases the electric field due to the elevated plasma potential. This makes the increase of the jet propagation length. The peak electron density in the jet channel increases about one order of magnitude. Meanwhile, the electron density in the whole channel is relatively higher in the bare needle electrode structure. In addition, the production and transport of the main active particles under the three electrode structures are comparatively studied.Key words ： atmospheric pressure Ar plasma jet ； electrode structure ； 2D simulation ； reactive particle* 收稿日期：2021-04-16； 修订日期：2021-05-25基金项目：国家自然科学基金项目（11775043，11675095，11505020）作者简介：蒋园园（1991—），女，博士研究生，主要从事大气压等离子体射流的数值模拟研究。
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2012 2011 2010
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USim电磁流体仿真
USim 专业电磁流体仿真USim 软件是专业的电磁流体仿真软件，求解含化学反应的等离子体流体模型。
可以仿真高能量密度等离子体、高超声速磁流体、天体物理、热等离子体与电气工程等领域中的高端科研模型。
非结构网格建模能力可以处理各种复杂的几何结构，能够研究相关商业和国防项目中的重要物理问题。
VSim 是包含全电磁模型的粒子仿真软件，是等离子体、微波与真空电子器件、脉冲功率与高电压、加速器、放电等离子体等领域的尖端仿真工具。
USim 功能模块USim 专业电磁流体仿真软件USim 是电磁场作用下气体流动问题仿真的专业软件，支持等离子体、高超声速流体、化学反应流体运动的模拟，可以用于高超声速流体力学、高能密度物理、天体物理、热等离子体与电气工程等领域高端物理模型的仿真。
USim 基本概念基本方程：守恒律方程，如Euler,磁流体方程,Maxwell 方程等等);,,,()(q t z y x S w F tq=⋅∇+∂∂ Euler 方程：⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=E u u u q z y x ρρρρ⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=g z y x P u u u w ρ⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++++++=)()()()(P E u P E u P E u P u u u u u u u u P u u u u u u u u Pu u u u u w F z y x z z y z xz z y y y yy z x y x x x z y xρρρρρρρρρρρρ 0=s理想MHD 方程：⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=z y x z y x B B B E m m m q ρ⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-++--=⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=z yx zy x zyx z y x g z y x B B B B u u u E m m m B B B P u u u w )22)(1(02222μγρρρρρ ⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛++---=00000z z y y x x x y y x x z z z yz z y E J E J E J B J B J B J B J B J B J s⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛--------⋅-++⋅-++⋅-+++-+---+-+---+-+=0)(0)(01)21(1)21(1)21(121111*********)(020********2000020200002020y z z y z x x z x y y x y z z y z x x z x y y x z z y y x x z z z y z y z x z x z zy z y y y y x y x y zy z x y x y x x x x z y x B u B u B u B u B u B u B u B u B u B u B u B u B B P E u B B P E u B B P E u B B P u u B B u u B B u u B B u u B B P u u B B u u B B u u B B u u B B P u u u u u w F u B u B u B μμμμμμμμρμρμρμρμμρμρμρμρμμρρρρMaxwell 方程：⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=p p z y x z y x B E B B B E E E q⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛------=z yx z yx p x y x pz y zpp xy x pz y zp B c B c Bc E E E B E E E B E E E B E B Bc B E B c B c B c E w F 222222222222)(γγγχχχγγγχχχχχ 0=s上述方程中修改源项即可形成N-S 方程、反应扩散方程等。
Global Model在大气压射频放电等离子体数值模拟中的应用
Newton’s law jωmue =−eE − mν mue
Solve for ue and evaluate JC to obtain
= ε p
ε0= k p
High temperature processing in low temperature plasma For example:
εi >> εe surface
A. Electrons produce free radicals - chemistry
B. Electrons produce electron-ion pairs – ion bombardment
ue : electron flow velocity
electric field force
pe : electron pressure pe = nekTe
ν m : collision frequency of electrons with neutrals
E : electric field
Separation into bulk plasma and sheath occurs for ALL discharges 6
Thermal Equilibrium
Electrons generally near thermal equilibrium Ions generally not in thermal equilibrium
εe = 2Te
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Forces on Particles
For a unit volume of electrons (or ions)
pressure gradient force
VORPAL专业等离子体模拟软件
VORPAL 专业等离子体模拟专家上海锦科信息科技有限公司2011年6月1. Tech-X公司介绍美国Tech-X公司开发的专业等离子体仿真软件VORPAL具有16年的工业应用历史，自锦科科技( )将VORPAL软件引进国内以来，众多核聚变、等离子体推进、等离子体工业应用(脉冲功率器件、高功率微波波导、表面处理、半导体加工等)等领域的客户对VORPAL软件表达了很高的兴趣并取得成功应用。
美国Tech-X公司( )于1994年由John R. Cary博士创立，总部设在美国科罗拉多州博尔德市，是专业的等离子技术软件供应商。
Tech-X公司致力于在科学和技术领域取得突破，努力提高用户对物理现象的理解，加速客户产品的研发与创新。
VORPAL软件提供的独特物理模型涵盖整个等离子体和射频领域的仿真问题，借助于VORPAL强大的并行算法，诸多应用领域问题得以求解，例如激光等离子相互作用、等离子体工艺处理、等离子体推进器、粒子加速器和高功率微波波导等； VORPAL软件支持从笔记本、台式机到超级计算机，从单核到数万核并行的多操作系统平台。
VORPAL软件被美国能源部多个实验室所采用。
Tech-X系列软件的强大功能包括：1) VORPAL--2D/3D提供的独特物理模型涵盖整个等离子体和射频领域的仿真问题，借助于VORPAL强大的并行算法，诸多应用领域问题得以求解，例如激光等离子加速、等离子体工艺处理、等离子体推进、粒子加速器和等离子体填充高功率微波器件等。
2) VORPAL--支持从笔记本、台式机到超级计算机，从单核到数万核并行的多操作系统平台。
3) VORPAL--基于PIC算法，仿真粒子动力学、磁流体、电磁场现象。
4) 专业磁流体软件包Nautilus即将发布。
2. VORPAL等离子体模拟软件简介VORPAL 提供包括粒子在内的电磁场和静电场分析计算，是研究射频和等离子模型的尖端仿真工具。
2.1 VORPAL基本特征VORPAL软件为解决所有等离子体模拟问题提供了一系列的物理模型，比如等离子体处理室、等离子推进器、粒子加速器、高功率波导管等，这些只是VORPAL软件系统的众多应用中的几个。
低温等离子体产生方法电弧放电和射频放电
低温等离子体产生方法电弧放电和射频放电下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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基于激光诱导荧光法诊断大气压低温等离子体射流中OH自由基和O原子的时空分布
基于激光诱导荧光法诊断大气压低温等离子体射流中OH自由基和O原子的时空分布吴淑群;董熙;裴学凯;岳远富;卢新培【摘要】由于传统辐射光谱法无法对大气压低温等离子体射流中OH自由基和O 原子进行定量检测,本文利用自主研制的纳秒脉冲激励针筒型等离子体射流装置,基于单光子和双光子激光诱导荧光法分别对OH自由基和O原子的时空分布进行诊断.结果发现,OH自由基和O原子的寿命时间分别为1ms和3ms,远大于脉冲放电持续时间;采用拟合衰减曲线法,得到OH自由基的绝对密度为1012～1013cm-3;发现离喷嘴口越远,OH自由基和O原子密度越低.然而,即使距离喷嘴口数cm的地方,仍然存在大量的OH自由基和O原子;OH自由基和O原子的密度随激励频率和脉冲电压幅值的增加而升高,随H2O含量和O2含量的升高而出现先增大后减小的趋势.其中,当氦气中H2O含量为0.012％时,OH自由基密度达到最大值.当氦气中O2含量为0.5％时,O原子密度达到最大值.本文研究为调控和优化低温等离子体射流中OH自由基和O原子密度提供重要科学依据.%The method of traditional optical emission spectroscopy is not suitable for the quantitative measurements of the density of OH radical and O atom in low temperature plasma jets at atmospheric pressure.Thus,this paper applied the single-photon laser induced fluorescence (LIF) and two-photon absorption laser induced fluorescence (TALIF).The plasma jet with needle-cylinder electrode structure was excited by nanosecond pulsed power supply.①OH radical and O atom in the plasma jet have a lifetime of 1 ms and 3ms,respectively.They are much longer than the duration time of pulse discharge.②By fitting the decay curve of fluore scence intensity of OHradical vs time,the absolute density of OH radical is estimated to be 1012～1013cm-3.③The densities of both active species decrease monotonically with the increase of the axial distance along the jet.However,it's surprising to observe that there are still a large amount of active species at even several cm far away from the jet nozzle.④The increased excitation frequency and pulse voltage result in the increased density of active species.Moreover,with the increase of the concentration of H2O impurities in helium gas,OH radical density decreases after reaching a maximum value at 2.7×1013cm-3 for H2O concentration of 120 ppm.The behavior of O atom density shows the same tendency with the increase of O2 percentage in helium.The inflection point corresponding to the peak density of O atom occurs at the O2 percentage of 0.5％.This study provides an important scientific basis for regulation and optimization of the densities of OH radicals and O atom in low temperature plasma jets.【期刊名称】《电工技术学报》【年(卷),期】2017(032)008【总页数】13页(P82-94)【关键词】大气压低温等离子体射流;激光诱导荧光;活性粒子;等离子体医学;OH自由基;O原子;等离子体活性【作者】吴淑群;董熙;裴学凯;岳远富;卢新培【作者单位】南京航空航天大学自动化学院南京 210016;强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学)武汉 430074;南京航空航天大学自动化学院南京210016;强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学) 武汉 430074;强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学) 武汉 430074;强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学) 武汉 430074【正文语种】中文【中图分类】TM835.4近十年来，大气压低温等离子体射流因在多个领域（如材料表面改性[1-4]、纳米技术[5]和生物医学[6-9]）具有广阔的应用前景，引起了人们的极大兴趣。
CFX软件介绍
ANSYS CFX——流体动力学分析技术的开拓者产品关键字⏹精确的数值方法⏹快速稳健的求解技术⏹丰富的物理模型⏹旋转机械流动分析的专有特征⏹先进的网格剖分技术发展历史CFX是全球第一个通过ISO9001质量认证的大型商业CFD软件，是英国AEA Technology 公司为解决其在科技咨询服务中遇到的工业实际问题而开发，诞生在工业应用背景中的CFX一直将精确的计算结果、丰富的物理模型、强大的用户扩展性作为其发展的基本要求，并以其在这些方面的卓越成就，引领着CFD技术的不断发展。
目前，CFX已经遍及航空航天、旋转机械、能源、石油化工、机械制造、汽车、生物技术、水处理、火灾安全、冶金、环保等领域，为其在全球6000多个用户解决了大量的实际问题。
回顾CFX发展的重要里程，总是伴随着她对革命性的CFD新技术的研发和应用。
1995年，CFX收购了旋转机械领域著名的加拿大ASC公司，推出了专业的旋转机械设计与分析模块－CFX-Tascflow，CFX-Tascflow一直占据着90%以上的旋转机械CFD市场份额。
同年，CFX成功突破了CFD领域的在算法上的又一大技术障碍，推出了全隐式多网格耦合算法，该算法以其稳健的收敛性能和优异的运算速度，成为CFD技术发展的重要里程碑。
CFX 一直和许多工业和大型研究项目保持着广泛的合作，这种合作确保了CFX能够紧密结合工业应用的需要，同时也使得CFX可以及时加入最先进的物理模型和数值算法。
作为CFX的前处理器，ICEM CFD优质的网格技术进一步确保CFX的模拟结果精确而可靠。
2003年，CFX加入了全球最大的CAE仿真软件ANSYS的大家庭中。
我们的用户将会得到包括从固体力学、流体力学、传热学、电学、磁学等在内的多物理场及多场耦合整体解决方案。
CFX将永远和我们的用户伙伴一起，用最先进的技术手段，不断揭开我们身边真实物理世界的神秘面纱。
产品特色CFX是全球第一个在复杂几何、网格、求解这三个CFD传统瓶径问题上均获得重大突破的商业CFD软件。
大气低温等离子体
大气低温等离子体大气低温等离子体（Atmospheric low-temperature plasma，ALTP）是指在大气压下、温度低于室温的情况下，由非热等离子体产生的一种复杂的物理体系。
它在医药、生物、材料科学、环境、能源等领域有着非常广泛的应用前景。
ALTP的产生需要通过一定的能量激励。
目前常用的激发方式主要有自然闪光、电弧放电、微波等。
这些激发方式能够激发气体中的原子和分子发生电离、激发、复合等过程，从而形成ALTP。
ALTP的主要特点是温度低、活性高、反应速率快、能量汇聚及作用距离短，因此具有很多的应用优势。
在生物医学领域，ALTP可以用于细菌、真菌、病毒的消毒以及肿瘤治疗等领域；在材料科学领域，ALTP可以用于表面改性、涂层制备、超疏水材料制备等领域；在环境领域，ALTP可以用于空气净化、水处理等领域；在能源领域，ALTP可以用于气体转化和能源转换等领域。
ALTP在医疗领域中的应用非常广泛。
它可以用于肿瘤治疗、皮肤疾病治疗、牙科治疗等方面。
ALTP治疗肿瘤的机理主要是通过氧化应激和DNA脱甲基化等作用诱导肿瘤细胞凋亡和坏死，从而达到治疗的目的。
在皮肤疾病治疗方面，ALTP可以用于疣、湿疹、瘙痒等疾病的治疗。
在牙科治疗方面，ALTP可以用于杀灭口腔细菌、清除口腔病菌、治疗口腔溃疡等。
ALTP在材料科学领域中的应用也很广泛。
它可以用于表面处理、薄膜制备、胶粘剂改性等方面。
ALTP可以使材料表面发生化学反应、物理变化，从而改变其化学、物理性质。
这使得ALTP在制备超疏水材料、防腐涂层、生物芯片等领域有很大的应用前景。
在环境领域中，ALTP可以用于气体净化、水处理等方面。
ALTP可以利用氧化还原反应、活性氧等作用来清除空气中的有害物质、处理水中的污染物。
ALTP在空气净化方面的应用已经得到了广泛的关注和应用，特别是在室内空气净化、汽车尾气净化等方面。
ALTP在能源领域中的应用也备受关注。
ALTP可以用于气体转化和能源转换等方面。