大气压氮气纳秒脉冲介质阻挡放电的数值模拟研究的任务书.docx

大气压氮气纳秒脉冲介质阻挡放电的数值模拟研究的任务书
任务书
一、任务背景
大气压氮气介质阻挡放电是一种常见的电击穿现象，其在电力系统中有着广泛的应用。在实际应用中，电击穿会对电器设备造成损坏，会带来电网的不稳定甚至导致事故的发生。因此，对于大气压下氮气纳秒脉冲介质阻挡放电的研究具有极其重要的意义。
近年来，随着数值模拟技术的发展，已经可以通过数值模拟来研究大气压下氮气纳秒脉冲介质阻挡放电的机理和规律。为了更好地理解这一现象，需要进行相应的数值模拟研究。
二、任务目标
本次任务旨在研究大气压下氮气纳秒脉冲介质阻挡放电的机理和规律，通过数值模拟方法，探究氮气纳秒脉冲介质阻挡放电的产生机制与过程，以及其与深度电离过程的关系。主要任务如下：
1.构建合适的氮气纳秒脉冲介质阻挡放电的数值模型，在模型中考虑压力、电流和电场等重要参数。
2.对于不同电荷密度和电通量密度条件下，通过仿真计算得到瞬时电场、电荷密度分布等关键参数，并验证模型的准确性。
3.探究纳秒脉冲放电过程中氮气电离层数与脉冲压强、脉冲宽度和电极间距的关系，并分析其物理意义。
4.研究氮气纳秒脉冲介质阻挡放电与深度电离过程的关系，分析其机理和规律。
5.根据数值模拟结果，进一步探究改进放电设备的方法。
三、任务步骤
1.文献资料查阅，了解大气压下氮气纳秒脉冲介质阻挡放电的研究现状。
2.建立氮气纳秒脉冲介质阻挡放电的数值模型，并验证其有效性。
3.进行数值模拟，得到瞬时电场、电荷密度分布等关键参数。
4.分析氮气电离层数与脉冲压强、脉冲宽度和电极间距的关系，并分析其物理意义。
5.分析氮气纳秒脉冲介质阻挡放电与深度电离过程的关系，并探究其中的机理和规律。
6.根据数值模拟结果，探究改进放电设备的方法。
四、任务要求
1.在任务完成前必须详细查阅相关文献，包括模型的建立、仿真计算和分析方法等。
2.数值模型必须符合实际，必要的参数必须准确判断和设定。
3.进行仿真计算时必须考虑在模型中标准化，同时选用合适的数值方法和模拟技术。
4.对仿真计算得到的数据进行详细分析和解释，必须拟定详细的分析报告。
5.任务完成后需提交完整的实验数据和报告，报告需包含研究现状、主要模型、仿真计算结果、数据分析和解释、进一步研究及改进设备的建议等相关内容。
五、参考文献
1.刘玉林，等.氮气的纳秒脉冲电击穿特性研究[J].强激光与粒子束，2004，16(7)。
2.王家辉，等.高能电磁脉冲放电系统中纳秒脉冲放电成像研究[J].电化学与新能源，2012，16(4)。
3.高峰，等.纳秒脉冲放电等离子体振动与拉曼光谱研究[J].物理学报，2013，62(1)。
4.吕功磊，等.纳秒脉冲放电等离子体与激光器的匹配[J].中国电子科学研究院院刊，2014，11(1)。