
COMSOL等离子体介质阻挡放电纯氦气双环电极DBD仿真
# Comsol 实现介质阻挡放电(DBD)双环电极纯氦气等离子体仿真之旅
在等离子体研究领域,介质阻挡放电(DBD)由于其独特的特性和广泛的应用前景,一直备受关注。今
天咱们就来聊聊用Comsol进行双环电极DBD在纯氦气环境下的等离子体仿真。
## 1. 什么是介质阻挡放电(DBD)
简单来说,DBD 是一种在两个电极之间插入绝缘介质的气体放电形式。它能够在大气压下产生非平
衡等离子体,在材料表面处理、臭氧产生、废气处理等诸多领域都有重要应用。
## 2. Comsol 在等离子体仿真中的优势
Comsol Multiphysics 是一款强大的多物理场仿真软件。在等离子体仿真方面,它能将复杂的物理
过程,如电磁场、流体流动、化学反应等耦合在一起进行精确模拟。其丰富的物理场接口和灵活的建模功能
,使得我们可以针对特定的 DBD 结构和工作条件进行定制化仿真。
## 3. 双环电极 DBD 模型搭建
### 3.1 几何建模
我们要构建的是双环电极结构。在 Comsol 中,可以通过“几何”模块来绘制。例如,先创建两个同心
圆环作为电极,然后在电极之间添加绝缘介质层以及气体区域。代码片段如下(假设使用的是 Comsol 的
脚本语言):
```matlab
geom1 = model.geom('geom1');
geom1.create('Circle', 'c1', [0, 0], 0.01); % 创建内电极圆环,半径0.01m
geom1.create('Circle', 'c2', [0, 0], 0.02); % 创建外电极圆环,半径0.02m
geom1.create('Rectangle', 'r1', [-0.03, -0.03], 0.06, 0.06); % 创建包含电极和气体区
域的矩形
geom1.boolean('union', {'c1', 'c2', 'r1'}); % 进行布尔运算合并几何对象
```
这里通过简单的几步,就构建出了基本的双环电极几何形状。首先定义了两个半径不同的圆环分别
代表内电极和外电极,然后创建了一个大矩形来包含整个放电区域,最后通过布尔运算将它们合并成一个
整体几何模型。
### 3.2 材料属性设置
对于纯氦气,我们在“材料”模块中定义其物理属性。氦气的相对介电常数接近 1,我们可以这样设
置:
```matlab
mat1 = model.materials('mat1');