非平衡態(tài)等離子體與氣體流動研究及數(shù)值模擬的開題報告

非平衡態(tài)等離子體與氣體流動研究及數(shù)值模擬的開題報告一、研究背景隨著現(xiàn)代科學技術的不斷發(fā)展，非平衡態(tài)等離子體(Non-EquilibriumPlasma，簡稱NEP)在材料加工、環(huán)境凈化、能源轉(zhuǎn)化等領域得到了廣泛的應用。NEP與氣體流動之間的相互作用是這些應用中的重要問題之一。NEP可以通過同氣體流動的相互作用來實現(xiàn)對流場的控制，并且NEP本身的產(chǎn)生和傳輸與氣體流動密切相關，因此研究NEP和氣體流動之間的關系對提高NEP的應用性能具有重要意義。二、研究目標本文旨在研究NEP和氣體流動之間的相互作用規(guī)律，并通過數(shù)值模擬的方法對其進行分析和探究。具體目標如下：1.利用數(shù)值模擬方法對NEP和氣體流動的相互作用進行分析和探究。2.研究NEP對氣體流動的影響以及氣體流動對NEP產(chǎn)生和傳輸?shù)挠绊憽?.探究在NEP控制下氣體流動的可行性和優(yōu)化方案。三、研究內(nèi)容和方法1.研究內(nèi)容(1)建立NEP和氣體流動的耦合模型(2)對NEP和氣體流動的相互作用進行數(shù)值模擬(3)通過數(shù)值模擬分析NEP對流場的影響以及氣體流動對NEP產(chǎn)生和傳輸?shù)挠绊?4)探究在NEP控制下氣體流動的可行性和優(yōu)化方案2.研究方法(1)建立數(shù)學物理模型和計算模型(2)利用計算流體動力學(CFD)技術對NEP和氣體流動的相互作用進行數(shù)值模擬(3)采用相似理論對數(shù)值模擬結(jié)果進行分析和處理(4)通過實驗驗證數(shù)值模擬結(jié)果的正確性四、預期研究成果和意義預期研究成果：1.建立NEP和氣體流動的相互作用模型2.通過數(shù)值模擬分析NEP對流場的影響以及氣體流動對NEP產(chǎn)生和傳輸?shù)挠绊?.提出在NEP控制下優(yōu)化氣體流動的方案預期研究意義：1.為NEP在材料加工、環(huán)境凈化、能源轉(zhuǎn)化等領域的應用提供理論支撐2.探究NEP和氣體流動之間的相互作用規(guī)律，為研究其他等離子體與氣體流動相互作用提供經(jīng)驗和參考3.提出在NEP控制下優(yōu)化氣體流動的方案，對提高氣體流動控制技術具有重要意義五、進度安排第一年：建立NEP和氣體流動的相互作用模型，并完成數(shù)值模擬第二年：通過數(shù)值模擬結(jié)果分析NEP對流場的影響以及氣體流動對NEP產(chǎn)生和傳輸?shù)挠绊懙谌辏禾岢鲈贜EP控制下優(yōu)化氣體流動的方案，并進行實驗驗證六、參考文獻[1]M.Laroussi.Nonthermaldecontaminationofbiologicalmediabyatmospheric-pressureplasmas:review,analysisandprospects.IEEETransactionsonPlasmaScience,2002,30(4):1409-1415.[2]YNishimura,KHirasawa,MShiratani,etal.PlasmaControlofHypersonicFlowoverWedge.IEEETransactiononPlasmaScience,2011,39(11):2137-2143.[3]Y.S.Kim.HybridRANS-LESmodellingofverticalvelocityinducedbyaglowdischargeplasmaactuator.Com-puters&Fluids,2013,81:6-14.[4]王志宏，高毅，姜新.等離子體切削加工技術研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢.制造業(yè)自動化，20