第17届国际气体放电会议(ICPIG-17)

Ⅰ.概况国际气体放电会议(ICPIG)每两年举行一次,主要交流在气体放电领域中有关的研究和发展情况。ICPIG-17由匈牙利Roland Etvs物理学会和物理中心研究所组织,匈牙利科学院赞助,在布达佩斯技术大学举行。会期1985年7月8—12日。到会代表360人,其中我国1人。邀请报告共31篇,其中11篇在大会上宣读。张贴论文共394篇。      

电激励CO_2激光器中的双放电技术

引言放电CO_2激光器由于有高的效率和输出等许多优点而日益强烈地吸引着人们。这方面研制工作的进展是相当快的。最早的CO_2激光器是纵向放电,即放电方向与光轴取向一致。这种激光器的电极距离大,因此要求极高的工作电压,给实用带来许多困难和不便,于是很快出现和发展了横向放电技术,即在与光轴垂直的方向上进行放电,这就大大降低了击穿电压。但横向放电带来了     

非平衡等离子体对甲烷——氧扩散火焰影响的实验研究

利用自主设计的等离子喷注器采用介质阻挡放电方式产生非平衡等离子体,首先利用纹影技术、热电偶、单点红外测温等多种诊断方法实验研究了纯氧放电等离子体的电学特性、热效应及气动效应,然后通过可见光和化学自发辐射成像技术获得了火焰形态及特征参数,详细分析了等离子体对甲烷--纯氧扩散火焰形态和释热的影响,并计算了放电功率及费效比. 结果表明, 燃烧导致放电电流显著增大,其中电压幅值与氧气流速对放电电流大小的影响规律正好相反;与空气等离子体相比, 相同流量与电压条件下氧等离子体放电功率较高,但其发光强度明显较弱; 氧等离子体热效应微弱, 对燃烧的影响可以忽略,放电反应中释热过程主要由含氧组分决定;放电产生了具有3个速度分量的诱导射流, 增大了氧射流角,且电压越大越显著.等离子体主要通过气动效应改变了燃料与氧化剂的掺混,使得一定条件下火焰变得更稳定、释热更强.在所研究的范围内等离子体作用的费效比最低仅为2.2％,大流量、小混合比更有利.      

爆轰驱动飞片撞击铁电体爆电换能的放电特性

为了研究铁电体作小型电磁脉冲弹高功率脉冲电源的放电特性,提出了爆轰驱动飞片撞击铁电体 的冲击波数值算法,计算了不同装药长度下飞片对铁电体的冲击载荷,建立了铁电体负载为高压储能电容的 去极化放电模型,设计了铁电体去极化放电装置,并进行了实验。实验表明:5mm 的装药柱长度能够满足铁 电体相变的压强条件;负载为0.2、18H 时,储能电容能够将放电脉宽拉伸至20s,去极化放电能量随着 铁电体并联数目增加而增加,放电损耗率大约15%。     

非平衡等离子体对甲烷–氧扩散火焰影响的实验研究

利用自主设计的等离子喷注器采用介质阻挡放电方式产生非平衡等离子体,首先利用纹影技术、热电偶、单点红外测温等多种诊断方法实验研究了纯氧放电等离子体的电学特性、热效应及气动效应,然后通过可见光和化学自发辐射成像技术获得了火焰形态及特征参数,详细分析了等离子体对甲烷–纯氧扩散火焰形态和释热的影响,并计算了放电功率及费效比.结果表明,燃烧导致放电电流显著增大,其中电压幅值与氧气流速对放电电流大小的影响规律正好相反;与空气等离子体相比,相同流量与电压条件下氧等离子体放电功率较高,但其发光强度明显较弱;氧等离子体热效应微弱,对燃烧的影响可以忽略,放电反应中释热过程主要由含氧组分决定;放电产生了具有3个速度分量的诱导射流,增大了氧射流角,且电压越大越显著.等离子体主要通过气动效应改变了燃料与氧化剂的掺混,使得一定条件下火焰变得更稳定、释热更强.在所研究的范围内等离子体作用的费效比最低仅为2.2%,大流量、小混合比更有利.     

高压脉冲放电技术在金属裂纹止裂中的应用

如何产生高强度脉冲电流是应用电磁热效应遏制金属裂纹研究的一个关键问题。本文介绍了高压脉冲放电装置的工作原理;从理论上分析了充电电压、回路参数与放电电流幅值、放电周期之间的关系。在此基础上,自主设计、开发了一套高压脉冲放电装置。采用它对金属模具钢中裂纹进行了脉冲放电止裂实验。放电时裂纹尖端熔化形成堆焊和高压应力区,使裂纹尖端钝化,达到了止裂的目的。由于脉冲放电快速加热和冷却,在裂纹尖端处实现了冲击淬火,得到了超细化的隐晶马氏体和细粒碳化物等微观组织,提高了裂纹尖端处的硬度、强韧性和耐磨性,试验结果验证了该装置的有效性,本文的成果为采用电磁热效应对金属模具裂纹止裂提供了实验技术基础。     

化学突触耦合神经元的簇放电同步

本文研究了经化学突触耦合的两个神经元的簇放电同步以及耦合后神经元的簇放电动力学性质.根据簇相位的定义,通过计算得到兴奋性耦合导致两个神经元达到同相簇放电同步,而抑制性耦合则使得两个神经元反相同步产生簇放电.本文给出了衡量单个神经元簇动力学的指标-宽度因子,根据此指标将簇放电模式分类为短簇和长簇两种,并且讨论了不同簇放电模式以及耦合方式对于耦合后神经元簇动力学性质的影响.结果表明兴奋性耦合有利于簇放电的整合,短簇的放电模式对于耦合作用具有鲁棒性.这一结果的研究对于将来神经实验中识别簇放电同步具有指导意义.     

GCr15凹模环形裂纹电磁热局部跨越止裂的模拟研究

裂纹止裂技术是当前工业生产和实际应用中急需解决的关键问题;利用电磁热效应对带有裂纹的金属构件进行止裂,是达到延长工作寿命、提高安全性可靠性的一种行之有效的方法;本文采用有限元方法研究了带有半埋藏环形裂纹的轴对称GCr15凹模电磁热局部跨越止裂;建立了超强脉冲电流放电瞬间,环形裂纹尖端附近电场、温度场和热应力场的耦合关系。数值模拟分成热-电耦合(焦耳热问题)和热-机械耦合两个过程来实现,通过数值解析轴对称模型,给出了脉冲放电瞬间GCr15凹模中的电流-温度-热应力的求解过程,得到了脉冲放电瞬间半埋藏环形裂纹局部跨越止裂时凹模的温度场和热应力场。数值模拟研究结果表明:由于热集中效应,在放电瞬间裂纹尖端金属熔化,并形成局部堆焊,阻止了干线裂纹源的开裂,达到了止裂的目的。     

锌空电池气体扩散电极浸液量对放电性能的影响

锌空电池气体扩散电极在存放和放电过程中,电解液会在毛细力的作用下不断浸入电极。电解液在气体扩散电极中的浸入量与分布情况决定了气体扩散电极中的化学反应活化区,从而影响放电性能。通过实验测量了气体扩散电极开始浸液的4天内浸液量与放电性能的关系,并借助拓扑网络数值模拟电解液浸入多孔介质的过程帮助理解该实验现象。结果表明,随着放电过程的进行,浸液量和分布情况不断变化;气体扩散电极放电性能变化主要分为3个阶段:浸液饱和度为39.4%时放电性能最佳;浸液开始2~24小时进行迅速,浸液饱和度达到81%,放电性能小幅下降;24小时之后浸液增速大幅减缓,放电功率随浸液量增加大幅下降。     

毛细管放电X光激光装置电源研制

利用毛细管放电产生X光激光,要求有重复频率的预-主脉冲对气体放电。文中介绍了用IGBT作为主开关和高压脉冲变压器升压的方式产生预脉冲,实现对预脉冲的脉冲宽度调节;用谐振充电、氢闸流管作开关和磁脉冲压缩技术产生主脉冲,主脉冲具有快前沿、窄脉宽、大电流和高重复频率等特点。整个系统由工控计算机和数据采集控制卡自动控制。     

大气运动非线性稳定性研究中的能量-Casimir方法

介绍使用能量－Ｃａｓｉｍｉｒ方法（Ａｒｎｏｌ＇ｄ方法）研究大气与海洋运动非线性稳定性所取得的若干新进展,建立了适用于有限振幅、任意空间结构扰动的非线性稳定性判据．用初始状态给出了扰动场在任意时刻的上界与下界估计,提供了关于扰动变化性态的有关信息．对该领域理论研究与应用的深化与发展问题也作了讨论．      

大气运动非线性稳定性研究中的能量-Casimir方法

介绍使用能量－Ｃａｓｉｍｉｒ方法（Ａｒｎｏｌ＇ｄ方法）研究大气与海洋运动非线性稳定性所取得的若干新进展，建立了适用于有限振幅、任意空间结构扰动的非线性稳定性判据．用初始状态给出了扰动场在任意时刻的上界与下界估计，提供了关于扰动变化性态的有关信息．对该领域理论研究与应用的深化与发展问题也作了讨论．     

ACTIVE SEPARATION CONTROL FOR THE FLYING-WING UAV USING SYNTHETIC JET

以小展弦比飞翼式无人机为对象,开展了基于零质量射流的主动流动控制数值模拟研究. 比较分析了应用零质量射流前后飞翼式无人机纵向气动特性的改善效果,并通过流场特征的分析探讨了流动控制技术产生气动增益的原因. 研究结果表明在模型中等迎角、大迎角范围,零质量射流技术可以显著增加升力系数,最大幅值达25%,并且拓宽了纵向力矩的线性范围. 机理分析表明,零质量射流扰动通过提高模型绕流场的边界层掺混,增强附面层内外的动量输运,使得附面层有足够的能量克服逆压梯度和黏性损耗,从而达到减缓流动分离甚至使分离流再附的目的.     

ADAPTIVE H-INFINITY CONTROL OF A CLASS OF UNCERTAIN NONLINEAR SYSTEMS

It is concerned with the problem of disturbance attenuation with stability for uncertain nonlinear systems by adaptive output feedback. By a partial-state observer and Backstepping technique, an adaptive output feedback controller was constructed, which can solve the standard gain disturbance attenuation problem with internal stability.     

飞翼布局无人机流动分离控制及机理分析

以小展弦比飞翼式无人机为对象,开展了基于零质量射流的主动流动控制数值模拟研究. 比较分析了应用零质量射流前后飞翼式无人机纵向气动特性的改善效果,并通过流场特征的分析探讨了流动控制技术产生气动增益的原因. 研究结果表明在模型中等迎角、大迎角范围,零质量射流技术可以显著增加升力系数,最大幅值达25%,并且拓宽了纵向力矩的线性范围. 机理分析表明,零质量射流扰动通过提高模型绕流场的边界层掺混,增强附面层内外的动量输运,使得附面层有足够的能量克服逆压梯度和黏性损耗,从而达到减缓流动分离甚至使分离流再附的目的.      

大动脉中血液流动的中性扰动

本文在长波假定下用流体力学线性稳定性理论对大动脉中血液流动求出了一种中性扰动。结果表明，心室或瓣引起的扰动在一定条件下有可能量一种中性扰动，它可以沿着动脉管无变形地传播到动脉远端。这说明也许有可能提供一种通过在远离心脏的某些浅表动脉部位检测这种中性成动以了解心脏的某些功能的新方法。     

Transition control of Mach 6.5 hypersonic flat plate boundary layer

An artificial disturbance is introduced into the boundary layer over a flat plate to investigate the effect on the transition process in the Mach 6.5 wind tunnel at Peking University. A linear stability theory(LST) is utilized to predict the evolution of the eigenmodes, and the frequency of the artificial disturbance is chosen according to the LST results. The artificial disturbance is generated by glowing discharge on the surface of the plate close to the leading edge. The Rayleigh-scattering visualization and particle image velocimetry(PIV) measurements are performed. By comparing the experimental results with artificial disturbances with those under the natural condition(without artificial disturbances), the present paper shows that the second-mode instability waves are significantly stimulated by the artificial disturbances, and the boundary layer transition is effectively triggered.     

A THEORETICAL ANALYSIS OF THE FLOW DISTURBANCE INDUCED BY A SPHERE OSCILLATING IN INCOMPRESSIBLE FLUID

为了改进基于不可压缩流场的声类比法的气动声数值预测方法,首先要明确扰动在可压缩和不可压缩流体媒介中的传播特性. 推导了震荡小球在不可压缩流体中产生的小扰动的理论解,分析其速度场与压力场的特点,并与可压缩情况的解进行比较. 结果显示,速度场中包含传播速度为无穷大和有限值的分量;而压力场只有传播速度为无穷大的分量. 当流体黏性趋于零或小球震荡频率趋于无穷大时,其流场与经典声学中震荡小球声辐射问题的近场声一致,这表明震荡小球产生的近场扰动为不可压缩流场,即伪声.     

Calculation of the thermally nonequilibrium near-electrode region in an alkali-metal-seeded plasma

Distribution of parameters in the region of disturbance of a plasma near the surface of an electrode is considered based on diffusion equations. Thermoelectronic and thermionic emission from the electrode surface, the Schottky effect, and volume ionization and recombination are borne in mind. Two regions are assumed in the solution, namely, the region of ambipolar diffusion and the region of the space charge. A comparatively simple geometry for the discharge gap, given in the form of two infinite plane-parallel electrodes, is considered. A comparison is carried out with calculations for a thermally balanced region of a plasma disturbance.Translated from Zhurnal Prikladnoi Mekhaniki i Tekhnicheskoi Fiziki, No. 1, pp. 13–17, January–February, 1976.     

Measuring Tollmien–Schlichting waves using phase-averaged particle image velocimetry

This article addresses the direct experimental measurement of Tollmien?CSchlichting waves on a flat plate, when the laminar boundary layer is excited by velocity perturbations; the free stream velocity was 16?m/s, the excitation frequency 250?Hz. The two-dimensional velocity field in proximity of the flat plate was captured using a conventional PIV system; however, the image recording was phase locked with the disturbance source and ensemble averaging was used to obtain characteristics of the Tollmien?CSchichting waves. In particular, after subtraction of the mean velocity, the characteristics of the excited waves in terms of streamlines were extracted, revealing that the investigated waves represented velocity deviations with an order of magnitude of 1?% of the undisturbed free stream flow. This study is a prelude to the use of the same technique to visualize the effect of dielectric barrier discharge plasma actuators on the suppression of such Tollmien?CSchlichting waves, which is difficult using other measurement techniques.