电弧等离子体炬的非平衡建模
等离子体物理
2015-06-12 v1 计算物理
流体动力学
摘要
开发了一种双温度热非平衡模型，并将其应用于直流电弧等离子体炬内部流动的三维瞬态模拟。文中详细比较了非平衡模型与平衡模型的结果。两种模型中的流体和电磁方程均通过变分多尺度有限元方法以全耦合方式进行数值近似。与平衡模型不同，非平衡模型不需要单独的重附着模型即可产生电弧重附着过程，并限制总压降和电弧长度的量级。非平衡结果显示，在等离子体 - 冷流相互作用区域及靠近阳极表面处存在大片非平衡区域。观察到两种模型在电弧动力学（尤其是电弧重附着过程）以及总压降、出口温度和速度的量级上存在显著差异。非平衡结果与实验观测显示出更好的一致性。
引用
@article{arxiv.1301.0651,
title = {Non-Equilibrium Modeling of Arc Plasma Torches},
author = {J. P. Trelles and E. Pfender and J. V. R. Heberlein},
journal= {arXiv preprint arXiv:1301.0651},
year = {2015}
}