放电等离子体基础及应用PDF电子书下载

第1章 等离子体物理基础 1

1.1等离子体基本概念 1

1.1.1等离子体的定义和参数 1

1.1.2等离子体的分类 5

1.2等离子体中的相互作用 5

1.2.1库仑碰撞 5

1.2.2非弹性碰撞 11

1.3电离平衡模型及辐射谱 14

1.3.1热力学平衡模型 14

1.3.2日冕模型 15

1.3.3碰撞辐射模型 16

1.3.4等离子体辐射谱 17

1.4等离子体描述方法 19

1.4.1单粒子轨道理论 19

1.4.2磁流体 26

1.4.3动理学方程简介 37

参考文献 39

第2章 等离子体诊断技术 40

2.1电磁及辐射测量 40

2.1.1脉冲电流电压测量 40

2.1.2 X射线脉冲辐射测量 42

2.2等离子体自辐射图像 44

2.2.1 ICCD快速照相 44

2.2.2分幅相机快速照相 46

2.2.3条纹相机成像 47

2.3辐射谱诊断 48

2.3.1连续谱测量 49

2.3.2线辐射谱测量 50

2.3.3时空分辨的能谱诊断技术 53

2.4激光诊断 54

2.4.1激光干涉诊断技术 54

2.4.2双波长干涉诊断技术 58

2.4.3阴影/纹影成像 60

2.4.4汤姆逊散射 61

参考文献 64

第3章 Z箍缩 65

3.1快Z箍缩 66

3.1.1概述 66

3.1.2内爆动力学模型 70

3.1.3丝阵Z箍缩唯象模型 73

3.1.4 Z箍缩等离子体辐射谱 78

3.2 X箍缩 89

3.2.1 X箍缩研究概况 89

3.2.2 X箍缩唯象模型 93

3.2.3辐射坍塌临界电流 96

3.2.4热斑半径 98

3.2.5百千安电流X箍缩研究 101

3.3金属丝电爆炸 105

3.3.1真空中单丝电爆炸研究现状 105

3.3.2真空中铝单丝电爆炸行为 108

3.3.3真空中镀膜金属丝电爆炸行为 118

3.3.4空气环境中单丝电爆炸 135

参考文献 142

第4章 激光诱导等离子体 147

4.1概述 147

4.2激光与物质相互作用基础 147

4.3激光诱导等离子体动态模型 150

4.3.1经典解析模型 150

4.3.2 Monte Carlo方法 150

4.3.3可压缩流体模型 151

4.4激光诱导等离子体基本实验装置 153

4.5激光诱导等离子体基本演化特性 154

4.5.1激光诱导等离子体早期行为 154

4.5.2等离子体中多组分粒子的演化特性比较与分析 158

4.5.3激光聚焦光斑对等离子体演化特性的影响 165

4.5.4激波特性与数值模拟分析 172

4.5.5环境气体压力对等离子体演化特性的影响 176

4.6双束激光诱导碰撞型等离子体 194

4.6.1真空中等离子体碰撞 194

4.6.2低气压中等离子体相互作用 198

4.6.3空气中等离子体激波相互作用 200

参考文献 202

第5章 毛细管放电等离子体 210

5.1概述 210

5.2等离子体烧蚀毛细管器壁材料的数学模型 212

5.2.1不同烧蚀模型的机理与表达形式 212

5.2.2不同烧蚀模型计算结果的对比分析 216

5.2.3利用动力学模型获得的典型烧蚀材料的烧蚀数据 219

5.2.4综合考虑温度与压强影响的动力学烧蚀模型 224

5.3毛细管放电等离子体的仿真分析 232

5.3.1控制方程 232

5.3.2等离子体与毛细管器壁相互作用的处理方法 234

5.3.3烧蚀/沉积质量流的确定方法 234

5.3.4仿真结果及分析 236

5.4毛细管放电等离子体在电热化学发射中的应用 240

5.4.1等离子体射流与发射药相互作用的数学模型 240

5.4.2不同发射药与等离子体的作用特点 243

5.4.3不同点火方式的特性分析 257

5.5毛细管放电等离子体的其他应用展望 262

5.5.1毛细管放电等离子体在托卡马克装置中的应用 262

5.5.2毛细管放电等离子体在材料表面处理中的应用 265

参考文献 266

第6章 气体电弧等离子体 269

6.1概述 269

6.2气体电弧的物性参数计算及辐射模型 269

6.2.1等离子体组分的计算 269

6.2.2热动属性和输运系数的计算 275

6.2.3典型辐射模型 281

6.3热态气体的电击穿特性 285

6.3.1热态气体临界击穿场强的计算方法 286

6.3.2常用气体的临界击穿场强 290

6.4 SF6开关电弧等离子体 303

6.4.1 SF6电弧磁流体动力学仿真模型与弧后击穿特性评估方法 303

6.4.2压气式SF6断路器短路电流开断过程及弧后击穿特性的仿真研究 311

6.4.3高压直流转换开关中的电弧现象 318

参考文献 327