高电压技术
高電壓技術
고전압기술
HIGH VOLTAGE ENGINEERING
2013年
7期
1640-1648
,共9页
张晓宁%李和平%A.B.Murphy%夏维东
張曉寧%李和平%A.B.Murphy%夏維東
장효저%리화평%A.B.Murphy%하유동
热等离子体%非平衡特性%控制方程%输运性质%Chapman-Enskog方法%数值模拟%自洽性
熱等離子體%非平衡特性%控製方程%輸運性質%Chapman-Enskog方法%數值模擬%自洽性
열등리자체%비평형특성%공제방정%수운성질%Chapman-Enskog방법%수치모의%자흡성
thermal plasmas%non-equilibrium features%governing equations%transport properties%Chapman-Enskog method%numerical simulation%self-consistency
准确的物理数学模型,包括基本控制方程及与其相应的等离子体热力学与输运性质计算公式,是采用数值模拟方法深入研究非平衡热等离子体体系中传热、流动及其他复杂物理化学过程的基础.为此从Boltzmann方程出发,首先推导出描述等离子体中不同组分质量守恒、动量守恒和能量守恒方程以及电流连续性方程等基本控制方程,然后采用修正的Chapman-Enskog方法推导出等离子体输运性质参数,包括扩散系数、粘性系数、电子和重粒子平动热导率和电导率等的表达式.不仅在保证等离子体体系质量、动量、能量和电荷通量自洽的前提下封闭了控制方程,而且与现有广泛采用的描述平衡态热等离子体特性的模型间的自洽性也得到了保证.另外,采用所提出的方法推导出的非平衡热等离子体物理数学模型可以避免对目前仍存在争议的定压比热、反应热导率等参数的定义和计算.
準確的物理數學模型,包括基本控製方程及與其相應的等離子體熱力學與輸運性質計算公式,是採用數值模擬方法深入研究非平衡熱等離子體體繫中傳熱、流動及其他複雜物理化學過程的基礎.為此從Boltzmann方程齣髮,首先推導齣描述等離子體中不同組分質量守恆、動量守恆和能量守恆方程以及電流連續性方程等基本控製方程,然後採用脩正的Chapman-Enskog方法推導齣等離子體輸運性質參數,包括擴散繫數、粘性繫數、電子和重粒子平動熱導率和電導率等的錶達式.不僅在保證等離子體體繫質量、動量、能量和電荷通量自洽的前提下封閉瞭控製方程,而且與現有廣汎採用的描述平衡態熱等離子體特性的模型間的自洽性也得到瞭保證.另外,採用所提齣的方法推導齣的非平衡熱等離子體物理數學模型可以避免對目前仍存在爭議的定壓比熱、反應熱導率等參數的定義和計算.
준학적물리수학모형,포괄기본공제방정급여기상응적등리자체열역학여수운성질계산공식,시채용수치모의방법심입연구비평형열등리자체체계중전열、류동급기타복잡물이화학과정적기출.위차종Boltzmann방정출발,수선추도출묘술등리자체중불동조분질량수항、동량수항화능량수항방정이급전류련속성방정등기본공제방정,연후채용수정적Chapman-Enskog방법추도출등리자체수운성질삼수,포괄확산계수、점성계수、전자화중입자평동열도솔화전도솔등적표체식.불부재보증등리자체체계질량、동량、능량화전하통량자흡적전제하봉폐료공제방정,이차여현유엄범채용적묘술평형태열등리자체특성적모형간적자흡성야득도료보증.령외,채용소제출적방법추도출적비평형열등리자체물리수학모형가이피면대목전잉존재쟁의적정압비열、반응열도솔등삼수적정의화계산.
