等离子体技术的固氮应用

空气中的氮气由于其牢固的N≡N三键,不易被植物直接吸收。等离子体固氮为高效实现将氮分子（N2）转化为可吸收的含氮化合物（NOx,NH3等）提供了新途径。相比传统Haber-Bosch（H-B）工艺,等离子体技术可以使用间歇性可再生能源,成本低廉,并且理论能耗仅为H-B工艺的0.5倍,因而在固氮领域受到广泛关注。本篇综述首先阐述了等离子体在固氮应用上的优势,然后,介绍了等离子体固氮的反应原理以及其在固氮（用于NH3或NOx合成）领域的研究现状,并对比了当前已有的等离子体反应器类型及其固氮效果。最后,总结了等离子体固氮技术当前面临的挑战,并指出了该方向未来研究的重点。     

水中脉冲放电的电特性与声辐射特性研究

对水中脉冲放电等离子体通道电阻与放电参数之间的关系作了研究,得到了等离子体通道电阻与电容量、初始电压、电极间距离的关系,以及通道电阻随时间的变化规律.还对冲击波的峰值压力与放电参数间的关系作了研究,并对冲击波压力的功率谱作了分析,结果表明水中脉冲放电所产生的冲击波的声辐射频率在几十赫兹到几万赫兹之间,覆盖了所有水声设备的工作频率,且在低频段具有很强的声功率,是一种理想的水下声源 关键词： 水中脉冲放电 等离子体     

LIF diagnostics of hydroxyl radical in a methanol containing atmospheric-pressure plasma jet

In this paper, a pulsed-dc CH_3OH/Ar plasma jet generated at atmospheric pressure is studied by laser-induced fluorescence(LIF) and optical emission spectroscopy(OES). A gas–liquid bubbler system is proposed to introduce the methanol vapor into the argon gas, and the CH3OH/Ar volume ratio is kept constant at about 0.1%. Discharge occurs in a 6-mm needle-to-ring gap in an atmospheric-pressure CH_3OH/Ar mixture. The space-resolved distributions of OH LIF inside and outside the nozzle exhibit distinctly different behaviors. And, different production mechanisms of OH radicals in the needle-to-ring discharge gap and afterglow of plasma jet are discussed. Besides, the optical emission lines of carbonaceous species, such as CH, CN, and C_2 radicals, are identified in the CH_3OH/Ar plasma jet. Finally, the influences of operating parameters(applied voltage magnitude, pulse frequency, pulsewidth) on the OH radical density are also presented and analyzed.     

Effects of Ambient Pressure on Bubble Characteristics

The effects of the ambient pressure Pambient on the bubble characteristics of pulsed discharge in water are investigated.The simulation results show that,when Pambient increases from 1 atm to 100 atm,the bubble radius R decreases from 4cm to 7mm,and its pulsation period decreases from 8ms to 0.2ms.The results also show that the peak pressure of the first shock wave is independent of Pambient,but the peak pressure of the second shock wave caused by the bubble re-expansion decreases when Pambient increases.On the other hand,the larger the ambient pressure,the larger the peak pressure of the plasma in the bubble,while the plasma temperature is independent of Pambient.     

水中放电等离子体状态方程的理论研究

 水中放电等离子体通道内温度达2×10⁴～5×10⁴ K、而压力达1～10 GPa。在这样的参数下,等离子体的状态方程已不能用理想气体状态方程来描述。首次考虑了粒子间的相互作用对水中放电等离子体参数下粒子电离能的影响,计算了电子的简并性、带电粒子间的库仑相互作用、原子内部能级扰动所产生的压力。计算结果表明：当H、O原子和离子的总密度n=10²⁹ m^-3时,若考虑电离能漂移,则电子密度提高的最大幅度达70%;电子的简并性对压力的影响很小;粒子间的库仑相互作用在高温区使总压减小较显著,但在所计算的参数范围内,其幅值也不大于10%;当n=10²⁹ m^-3、T≈2×10⁴ K时,原子内部能级的扰动使总压增大约30%。     

一维动理学数值模拟激光与等离子体的相互作用

利用一维(1D3V)、显式、全电磁、相对论粒子模拟代码研究动理学范畴内激光与等离子体相互作用中的受激拉曼散射,给出了粒子代码的控制方程及其数值离散的详细方案,研究表明:动理学效应在受激拉曼散射不稳定性中十分重要;时问平均的反射率在阈值强度处跃升,在更高的激光强度处达到饱和;受激拉曼背向散射周期性地在次皮秒内爆发,离子效应延迟背向拉曼散射的发生;电子俘获导致了背向拉曼散射出现爆发;Langmuir波的非线性频移使得背向散射达到饱和。     

水中脉冲放电等离子体通道特性及气泡破裂过程

利用高速摄影法对水中放电等离子体通道的边界层进行了研究,结果表明,当输入到单位长度通道内的功率密度较小时,通道边界存在较厚的过渡层,其亮度明显小于通道中间部分.根据等离子体通道的高速阴影照片指出该通道沿轴向具有非均匀性.另外,还给出了等离子体气泡最后破裂时的高速阴影照片,并对气泡破裂过程作了初步的探讨 关键词： 水中放电 等离子体     

水中丝爆炸信号的小波包去噪法研究

利用小波包分析法对水中丝爆炸电流波形进行去噪处理，结果表明，小波包分析法不仅能有效地去除严重的干扰信号，而且能有效地保持爆炸丝完全熔化时电流的突变信号，当电容器的初始电压低时，回路电流在爆炸丝完全熔化时出现明显的突变，当初始电压较高时，该突变现象明显减弱。     

水中脉冲放电的压力特性研究

同时利用高速摄影仪和压力传感器研究水中高压脉冲放电的压力特性。实验发现 ,当电容器的电容为 4 .1F ,充电电压为 10kV ,电极间隙为 7mm时 ,水中冲击波的波速为 1 5km s。通过压力传感器测得放电所产生的冲击波和气泡首次回胀时产生的冲击波在离通道 0 3m处的峰值压力分别为 1 5 5MPa和 0 5 5MPa ,模拟计算所得的峰值压力分别为 1 0MPa和 0 3 8MPa ,两者基本相符。另外 ,还根据高速摄影仪所拍摄到的等离子体通道直径的扫描照片 ,计算了在放电 3 0 s后通道内的压力为约 4 9MPa ,通道半径和壁速分别为 4mm和180m s。