氣體放電燈的流體模擬研究的開(kāi)題報(bào)告

氣體放電燈的流體模擬研究的開(kāi)題報(bào)告一、研究背景氣體放電技術(shù)是指將任意兩極之間的氣體置于高壓下，施加足夠大的電場(chǎng)，使氣體電離形成電子、正離子、中性粒子以及其他化學(xué)物質(zhì)的反應(yīng)過(guò)程，以發(fā)光、產(chǎn)生化學(xué)效應(yīng)或加熱的一類(lèi)技術(shù)。氣體放電燈常常作為一種照明、顯示、殺菌和清洗工具而廣泛應(yīng)用。氣體放電燈的性能參數(shù)和工作效率受其漂移、擴(kuò)散與反應(yīng)等復(fù)雜物理過(guò)程的影響。因此，對(duì)氣體放電燈內(nèi)部物理場(chǎng)的研究，對(duì)于設(shè)計(jì)和生產(chǎn)高效能、低耗能的氣體放電燈具有重要的意義。二、研究目的本文旨在基于數(shù)值模擬方法，對(duì)氣體放電燈內(nèi)部物理場(chǎng)進(jìn)行建模與分析，揭示氣體放電燈內(nèi)部反應(yīng)、漂移、擴(kuò)散等物理過(guò)程的關(guān)鍵影響因素，為設(shè)計(jì)和改進(jìn)氣體放電燈提供理論依據(jù)。三、研究?jī)?nèi)容1、深入挖掘氣體放電燈內(nèi)部的復(fù)雜物理過(guò)程，建立氣體放電燈的數(shù)學(xué)模型，分析氣體放電燈內(nèi)部的物理現(xiàn)象和關(guān)鍵影響因素。2、采用數(shù)值模擬方法（如有限元方法、有限體積法、有限差分法等）對(duì)氣體放電燈內(nèi)部的物理場(chǎng)進(jìn)行模擬，得出氣體放電燈的控制方程，并進(jìn)行離散化求解。3、通過(guò)建立氣體放電燈的三維數(shù)值模型，對(duì)其內(nèi)部物理場(chǎng)進(jìn)行仿真計(jì)算，得到氣體放電燈內(nèi)部的流動(dòng)場(chǎng)、溫度場(chǎng)和離子場(chǎng)等關(guān)鍵物理場(chǎng)變量的分布情況。4、基于實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)氣體放電燈內(nèi)部的物理場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與驗(yàn)證，檢驗(yàn)數(shù)值模擬方法的可信度和精度，為進(jìn)一步深入研究氣體放電燈提供參考。四、研究意義1、揭示氣體放電燈內(nèi)部反應(yīng)、漂移、擴(kuò)散等物理過(guò)程的關(guān)鍵影響因素，為設(shè)計(jì)和改進(jìn)氣體放電燈提供理論依據(jù)。2、采用數(shù)值模擬方法對(duì)氣體放電燈進(jìn)行研究，可避免了實(shí)驗(yàn)成本高、操作復(fù)雜、時(shí)間耗費(fèi)長(zhǎng)等難題，提高研究效率與準(zhǔn)確度。3、數(shù)值模擬方法對(duì)氣體放電燈的研究有理論可靠性、數(shù)值精確性、仿真模擬性以及預(yù)測(cè)模擬性等特點(diǎn)，形成取代實(shí)驗(yàn)方法的一種重要手段。五、研究預(yù)期結(jié)果通過(guò)對(duì)氣體放電燈內(nèi)部物理場(chǎng)的數(shù)值模擬，預(yù)期將得到氣體放電燈內(nèi)部流動(dòng)場(chǎng)、溫度場(chǎng)和離子場(chǎng)等關(guān)鍵物理場(chǎng)變量的分布情況，提高對(duì)氣體放電燈內(nèi)部反應(yīng)、漂移、擴(kuò)散等物理過(guò)程的研究精度，為設(shè)計(jì)和改進(jìn)氣體放電燈提供理論依據(jù)。六、研究方案1、文獻(xiàn)調(diào)研：了解氣體放電燈的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)，了解氣體放電燈物理場(chǎng)數(shù)值模擬的研究現(xiàn)狀與思路。2、建立氣體放電燈的數(shù)學(xué)模型：建立氣體放電燈的物理模型，并通過(guò)數(shù)學(xué)手段進(jìn)行簡(jiǎn)化和抽象，確定控制方程。3、數(shù)值模擬求解：采用合適的數(shù)值模擬方法（如有限元法、有限體積法、有限差分法等）對(duì)氣體放電燈內(nèi)部物理場(chǎng)進(jìn)行模擬，得出氣體放電燈的控制方程，并進(jìn)行離散化求解。4、數(shù)值仿真計(jì)算：通過(guò)建立氣體放電燈的三維數(shù)值模型，對(duì)其內(nèi)部物理場(chǎng)進(jìn)行仿真計(jì)算，得到氣體放電燈內(nèi)部的流動(dòng)場(chǎng)、溫度場(chǎng)和離子場(chǎng)等關(guān)鍵物理場(chǎng)變量的分布情況。5、結(jié)果分析與驗(yàn)證：根據(jù)數(shù)值驗(yàn)證結(jié)果，分析結(jié)果數(shù)據(jù)的可靠性，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行結(jié)果驗(yàn)證，檢驗(yàn)數(shù)值模擬方法的可信度和精度。七、研究進(jìn)度安排第一年：文獻(xiàn)調(diào)研、氣體放電燈物理場(chǎng)數(shù)值模擬研究思路的確定、簡(jiǎn)單氣體放電燈數(shù)值模型的建立及簡(jiǎn)化和抽象的確定。第二年：數(shù)值模擬求解方法的選擇，數(shù)值模擬求解程序編寫(xiě)和測(cè)試，數(shù)值計(jì)算結(jié)果的分析與對(duì)比。第三年：對(duì)數(shù)值計(jì)算模型進(jìn)行優(yōu)化，模型參數(shù)的校準(zhǔn)，仿真模型驗(yàn)證，研究結(jié)果總結(jié)和撰寫(xiě)論文。八、參考文獻(xiàn)1.VallelungaG,BertocchiR,CarliB,etal.Modelingofplasmasourceconditionsinfluorescentlamps[J].JournalofphysicsD:appliedphysics,2001,34(11):1609-1625.2.Ayasl?gilM,?zderS.Continuummodelforresultsofanitrogenfluorescentbulb[J].TurkJPhys,2003,27:555-567.3.HuZ,WangX,CaoY.Computationalfluiddynamicsanalysisofatmospheric-pressureplasmajetcharacteristics[J].Journalofelectrostatics,2010,68(2):108-115.4.KouzanyanG,LouC,KushnerMJ.Simulationofradio-frequencyatmospheric-pressureglowdischarge[J].AppliedPhysicsLetters,2010,97(13):131502.5.DrummCR,BogaertsA.Fluidm