为了对比研究有限元法(FEM)和有限体积法(FVM)2种算法以及网格结构对大气压氦气介质阻挡柱状放电仿真结果的影响,建立了2维流体模型。首先,计算了柱状放电的电流波形和电子数密度2维分布;然后,根据收敛曲线、迭代次数和运算时间对比研究了相同网格结构下FEM和FVM的计算性能;最后,根据2维电子数密度分布云图和试验结果对比研究了2种算法下的放电形态、时序的差异。结果表明:在不稳定的初始阶段,放电由均匀向柱状转化,最后达到稳定的柱状放电阶段;FVM计算方法较稳定且耗时少;网格结构变化会影响FVM计算得到的放电形态,发现方形网格结构下FVM计算获得的柱状放电与试验结果相符。 ?组分及压强等)对放电的影响[20-22]，而很少关注数值算法对仿真结果的影响。另外，由于等离子放电模型较复杂，计算量非常大，在主流工作站上一个求解过程有时耗时近30d[23]。因此，在DBDs仿真研究中，除了考虑求解结果的准确性外，

转载 大气压氦气介质-电动数控滚圆机滚弧机张家港钢管滚圆机弯管机滚弧机还需考虑求解过程的收敛性和计算效率。基于此，本文结合试验获得的大气压氦气介质阻挡柱状放电[24]，通过建立2维DBD模型，对比分析FEM和FVM求解过程的收敛性和计算效率，同时比较了2种算法和网格结构对介质阻挡柱状放电仿真结果的影响。1试验试验装置如图1所示。放电间隙3mm，上、下电极板分别覆盖1.4mm和1mm的石英玻璃板。其中，下电极板由环形金属铜与下表面涂有铟锡氧化物(ITO)导电薄膜的石英玻璃胶合构成。外施电压由高压探头(TektronixP6015A，分压比1:1000)测得，回路电流通过放电回路中串联的阻值50的无感电阻r获得。电压、电流信号由数字示波器(TektronixDPO4104)采集。放电图像由高速ICCD相机(PI-MAX2，分辨率为1024像素×1024像素)拍摄。本次试验中，ICCD相机曝光时间200ns，外施电压频率11.41kHz，放电室抽至真空后充入纯氦气至0.101MPa。2仿真2.1仿真物理模型本文针对上述试验条件建立了相应的2维轴对称模型，如图2所示。为了减少运算量，电极半径缩减至15mm。这种简化将通过仿真柱状放电的电流波形、电子数密度2维分布云图的放电柱数量、放电柱位置时序等与试验研究结果对比，以验证模型的等效性。2.2仿真控制方程模型的控制方程由一组连续性方程与Poisson方程相互耦合构成[25-27]：eeeStn+=Γ(1)eeeeeΓ=nμEDn(2)pppStn+=Γ(3)pppppΓ=nμEDn(4)图1介质阻挡放电试验及测量装置Fi大气压氦气介质-电动数控滚圆机滚弧机张家港钢管滚圆机弯管机滚弧机 转载