沈阳理工大学 王 薇 李洪超

针对大气压氩气直流放电，建立一维仿真模型，设置了初始电子的密度和确切位置，通过求解，得到如下结果：初始电子崩由阴极的初始电子碰撞电离产生，电子碰撞电离产生17代电子之前，电子每发生一次碰撞电离走过的路程和时间都几乎未发生变化，电子漂移的速度是恒定的，电子崩的发展速度是恒定的，在17代电子到20代电子时，电子每发生一次碰撞电离走过的路程和时间变长，电子漂移速度减慢，且电子在从初始位置走到0.9mm时，电子数随位置变化曲线呈指数型，在0.9mm后电子数分布在指数趋势线下，仿真分析结果与reather相关理论描述的相一致。

等离子体常被看作是除固、液、气之外，物质存在的第四态。气体放电是产生等离子体的主要方式。本文主要对大气压下氩气直流放电电子崩进行仿真分析。

1 模型定义

1.1 几何模型

假设电极的尺寸远远大于气隙间距，选用一维模型，如图1所示，模型由两个电极组成，一个电极连接恒定电压，另一个电极接地，极间距为d，背景气体为纯氩气。

图1 氩气直流放电模型

1.2 数学模型

通过求解电子密度的漂移扩散方程来计算电子密度：

表1 氩气碰撞电离反应

表2 电子崩计算数据

1.3 仿真参数设置

仿真在一个大气压下进行，电极间距为1.15mm，阴极于左侧（接地），阳极（右侧）施加800V直流电压，设置距离阴极0.02mm处有一个电子。化学反应设置如表1所示。

1.4 求解设置

采用有限元方法求解偏微分方程，将连续的求解域离散成为一组单元的组合体，最终形成一个离散的线性方程，解向量的求解用直接求逆得到。……