[發明專利]一種正極性連續電暈放電電流的仿真方法

有效

• 申請號: 202010607567.0
• 申請日: 2020-06-29
• 公開（公告）號: CN111753454B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發明（設計）人: 劉穎異;王萃;崔勇;袁海文;呂建勛
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F17/11;G06F111/10;G06F111/04
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產權代理事務所(普通合伙) 11562
• 代理人: 謝秀娟

1.一種正極性連續電暈放電電流的仿真方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、給電極的陽極施加電壓，獲取相鄰電暈放電電流脈沖時間間隔的均值和方差，生成一組符合所述均值和方差的隨機數，所述隨機數作為正極性連續電暈放電電流仿真中二次電子觸發的時間間隔；

S2、確定正極性連續電暈放電電流的仿真中二次電子觸發的時間點；

S3、確定電極中待計算的場域，對待計算的場域進行三角形網格剖分，得到待計算場域中的若干個三角形單元，并設定待計算的場域中電壓和粒子數密度的邊界條件；

S4、采用循環迭代法求解電暈放電電流的瞬態值，在迭代過程中判斷是否達到二次電子觸發的時間點，若達到則進行二次電子觸發，否則繼續迭代，直至達到仿真時長限制；

步驟S4電暈放電電流瞬態值采用雙層迭代方法進行求解，所述雙層迭代方法包括內層循環、外層循環；

步驟S4采用雙層迭代方法進對電暈放電電流瞬態值行求解的具體步驟包括：

S41、設定陽極電壓以及電子、正負離子的初始值；

S42、通過伽遼金有限元法求解泊松方程，得到待計算的場域內各節點的電場強度；

S43、利用控制體積有限元法求解微觀粒子約束方程，得到場域剖分后各三角形單元中電子以及正負離子的數密度；循環迭代步驟S42～S43，進行內層循環，直至空間中電子及正負離子的數密度滿足收斂條件時，計算一個時間步長的電暈放電電流；

其中，空間中電子及正負離子數密度的收斂條件如式4所示：

4

式中，分別表示時刻電子、正負離子的數密度，分別表示時刻電子、正負離子的數密度；

S44、判斷當前仿真時間是否達到二次電子觸發的時間點，若達到，則進行有效地二次電子觸發，否則,根據當前電子、正負離子數密度更新步驟S3中的邊界條件，并循環迭代步驟S42～S44，進行外層循環，直至達到仿真時長限制。

2.根據權利要求1所述的正極性連續電暈放電電流的仿真方法，其特征在于，步驟S1中，所述相鄰電暈放電電流脈沖時間間隔的均值和方差符合正態分布，通過式1生成一組符合均值和方差的隨機數：

其中，表示相鄰電暈放電電流脈沖之間的時間間隔，和分別陽極施加不同電壓時電暈放電相鄰電流脈沖間隔的均值和方差。

3.根據權利要求1所述的正極性連續電暈放電電流的仿真方法，其特征在于，步驟S2確定正極性連續電暈放電電流的仿真中二次電子觸發的時間點的具體方法包括：

從仿真起始時刻開始，依次累加通過步驟S1所獲取的二次電子觸發的時間間隔，記錄每次累加的結果作為二次電子觸發的時間點，如式2所示：

2

其中，為當前二次電子觸發的時間點，為上一次二次電子觸發的時間點。

4.根據權利要求1所述的正極性連續電暈放電電流的仿真方法，其特征在于，步驟S3場域離散化剖分過程中，電場強度越大，網格剖分越細密，電場強度越小，網格剖分越粗。