瞬态层流火焰通过期间的纳秒脉冲放电动力学

本工作展示了一项实验研究：纳秒重复脉冲介质阻挡放电与在接近火焰淬熄距离高度的通道中传播的瞬态层流火焰相互作用。放电与火焰尺寸相当，且放电偏好发生于其与反应区及已燃气体耦合的位置。主要目标是确定放电如何随火焰通过的时间尺度演化，该演化由运动火焰锋面所产生的气体状态变化所驱动。通过考察相互作用的另一面（放电如何被火焰改变），本工作补充了研究等离子体改变火焰动力学的大量已有工作。燃烧产生的热气体对放电有强烈影响，放电优先形成于热燃烧产物区域。测量了放电每脉冲沉积能量，发现其随放电区域尺寸与外加电压增大而增大。脉冲重复频率对每脉冲能量无直接影响，但影响放电区域的形态与尺寸。观察到两种截然不同的放电机制：均匀型与丝状型（微放电）。较高的脉冲重复频率与较快冷却的燃烧产物更可能转变为丝状机制，而较低频率与较慢冷却的燃烧产物在放电活跃的全部时间内维持均匀机制。该机制转变受流体运动时间尺度与脉冲重复频率之比的影响。本工作证明了在利用等离子体辅助瞬态燃烧系统的应用中，考虑放电特性因燃烧过程而改变的重要性。