基于有限元分析的激波管电晕放电单元设计及特性分析

为在激波管中研究等离子体对碳氢燃料点火延迟时间的影响，基于有限元分析方法，模拟了在激波管末端面使用同轴放电的方式对激波管壁进行放电，计算了放电过程中的电参数，相比圆柱形电极，带尖端的放电电极更容易在局部产生更高的电场强度。内径10cm的圆筒中，对于直径1cm的电极，附加100kv的电压周围最大电场强度为176kv/cm。对于顶端带尖端的电极，尖端处的最大电场强度达到了435kv/cm。而对于侧面带尖端的电极，尖端处的最大电场强度约为250kv/cm。依据仿真的结果，设计了激波管放电单元，并进行基于激波管的电晕放电实验。研究了不同内径金属圆筒中电晕放电与电弧放电的电压范围。当圆筒内径为40mm时，适合电晕放电的功率范围为3～16.7w。圆筒内径为100mm时，适合电晕放电的功率范围为1.6～50.5w。