[发明专利]负极性电晕放电连续性电流脉冲仿真方法

权利要求书

1.负极性电晕放电连续性电流脉冲仿真方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：

步骤1，根据针-板电极结构，在COMSOL软件中建立二维轴对称模型确定计算区域，并采用三角形单元对二维轴对称模型进行网格剖分；

步骤2，采用Bolsig+软件求解两项玻尔兹曼方程，获得放电气体的约化电离系数α/N、约化吸附系数η/N、电子迁移率μ_e、电子扩散率D_e；

其中，α为电离系数，η为吸附系数，N为粒子的总数密度；

步骤3，通过建立负极性电晕放电的连续性电流脉冲形成机制，并在针电极尖端处设置电子的边界条件为二次电子通量，计算电子、正离子、负离子的时空分布；

步骤4，计算放电电流。

2.根据权利要求1所述的负极性电晕放电连续性电流脉冲仿真方法，其特征在于，在步骤1中，计算区域包括针电极的边界、板电极的边界、针板间隙的放电区域。

3.根据权利要求1所述的负极性电晕放电连续性电流脉冲仿真方法，其特征在于，在步骤1中，针-板电极中的针电极直径为4mm，针电极的曲率半径为0.3mm，板电极直径为120mm，板电极的厚度为10mm，针板间隙为8mm。

4.根据权利要求1所述的负极性电晕放电连续性电流脉冲仿真方法，其特征在于，在步骤1中，网格剖分过程中，针电极及针板间隙处的网格密度大于远离针电极及针板间隙处的密度。

5.根据权利要求1所述的负极性电晕放电连续性电流脉冲仿真方法，其特征在于，在步骤2中，放电气体SF₆及其替代气体，替代气体包括SF₆及其混合气体、CF₃I及其混合气体，c_C₄F₈及其混合气体，C₄F₇N及其混合气体、C₅F₁₀O及其混合气体、C₆F₁₂O及其混合气体中的一种。

6.根据权利要求1所述的负极性电晕放电连续性电流脉冲仿真方法，其特征在于，在步骤3中，计算电子、正离子、负离子的时空分布的表达式为：

式(1)-(4)中，t为时间，n_e为电子的数密度，n_p为正离子的数密度，n_n为负离子的数密度，μ_e为电子的迁移率，μ_p为正离子的迁移率，μ_n为负离子的迁移率，D_e为电子的扩散率，D_p为正离子的扩散率，D_n为负离子的扩散率，α为电离系数，η为吸附系数，为电场，K_ep为电子与正离子的重组系数，K_np为正离子与负离子的重组系数，V为外施电压，e为电子电荷，ε₀为真空介电常数，ε_r为相对介电常数。

7.根据权利要求1所述的负极性电晕放电连续性电流脉冲仿真方法，其特征在于，在步骤3中，二次电子通量的表达式为：

式(5)中，Γ_e为二次电子通量，γ为二次电子发射系数。

8.根据权利要求1所述的负极性电晕放电连续性电流脉冲仿真方法，其特征在于，在步骤4中，放电电流的表达式为：

式(6)中，I为电流，r为径向坐标，z为轴向坐标，E_L为拉普拉斯电场，s为计算区域。