介质阻挡放电中超六边形斑图研究

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1、摘要摘要本工作使用双水电极介质阻挡放电系统，研究了近大气压气体放电中六边形及超六边形斑图的形成及演化。主要内容有：1．在气压为20kPa，30kPa下的介质阻挡放电中观察到了六边形斑图，发现当气压为20kPa时六边形斑图是由弥散放电演化而来的。对此过程中各放电模式进行了时空分辨测量，发现随电压的升高，放电时刻不断提前；放电模式为弥散放电时，放电脉冲的个数是单一的，出现丝状放电以后，脉冲个数随电压的升高而增加。保持气体成分不变，当压强增大到30kPa时，六边形斑图是由随机放电丝演化而成，其波长随电压的增加而逐渐减小

2、，六边形的波长与放电气隙和气压有关。当六边形斑图稳定以后，在规则六边形格子顶点处新产生的放电丝沿轴向运动，而六边形最外层边长上出现的新放电丝沿平行于距该点最近的C2对称轴方向运动。当六边形的波长不再变化时，放电丝的形状变为条状，并沿切向排列，而后随电压的增加逐渐形成具有一定波长的螺旋波或靶波。通过对放电丝进行受力分析，我们推断在放电区域可能存在约束势。2．我们在近大气压介质阻挡放电系统中观察到了超六边形斑图，它是六边形斑图二次分叉得到的。超六边斑图具有两套不同的空间波矢，它们之间符合三波共振关系。我们研究了从六边

3、形到超六边形再到混沌态的演化过程，给出了在不同气压下相图随电压及驱动频率的变化。为了研究在相变过程中临界六边形与超六边形之间的时间相关性，对超六边形及六边形的时空动力学进行了测量。结果表明超六边形斑图与六边形斑图都是由三套交替放电的子结构构成，其中两套是次谐振的一套是谐振的。因此超六边形斑图是由于空间破缺不稳定性从稳定六边形而形成的，虽然放电丝的分布发生了质的变化，但是六边形斑图的时间对称性被继承下来。关键词介质阻挡放电超六边形斑图约束势AbstractTheformationandtransitionproce

4、ssesofdifferentpatternsarestudiedindielectricbarrierdischargeneartheatmosphericpressurebyusingwaterelectrodes．Themaincontentincludesthoseasfollow．Thehexagonpattemhasbeenobservedneartheatmosphericpressure．Itisfoundthatthehexagonpatternistransformedfromdiffusem

5、odebyincreasingtheappliedvoltageatthegaspressureof20kPa．Bymeasuringthetotallightemission，thereisonedischargepulseindiffusedischarge．Thedischargeexhibitsseveralpulsesinfilamentdischarge．Thenumberofdischargepulsesincreaseswiththeincreasingappliedvoltage．Andthes

6、patialwavelengthofthehexagonpatternhasbeenstudied．Thegeneratingprocessandthemovementofthemicrodischargechannelsareobserved．Itisfoundthatthewavelengthofthehexagondecreasesastheappliedvoltageincreases．Itisalsodependentuponthegasgapandthegaspressure．Westudytheem

7、ergingprocessofthenewfilamentsatthegaspressureof30kPa．Thenewfilamentsappearnearthedischargeboundarywhentheappliedvoltageincreasesslowly．Thefilamentsattheoutmostvertexesofhexagonmovealongtheradialaxis．Thefilamentsonthesideofhexagonmovealongaxisthatparallelstot

8、heC2axis，whichhastheleastdistancetothosefilaments．Thedischargespotschangeintothedischargestripesandfinallyintothespiralortargetpattemwhentheappliedvoltageisincreasedfurther．Basedontheexpe