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电弧螺旋不稳定性的简化分析及气流稳定作用的研究

作　者: 吕文彦
导　师: 宫野；刘金远
学　校: 大连理工大学
专　业: 等离子体物理学
关键词: 电弧螺旋不稳定性稳定作用简化分析气流流场长波长短波长反向磁场电弧放电数组成相关工程
分类号: O534
类　型: 硕士论文
年　份: 2000年
下　载: 69次
引　用: 3次
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内容摘要

近年来，随着电弧放电等离子体越来越广泛的应用，对其机理及不稳定性的研究也变得越来越迫切。在先前工作中，由于方程本身的复杂和非线性，研究电弧螺旋不稳定性，需要解13*13阶矩阵行列式，并且矩阵中的若干元素是由无穷级数组成的。本文在静电近似下，通过数量级比较和分析，在能量方程中进行了简化，大大简化了理论分析和数值计算，解析地给出了热势分布、不稳定性增长率等的表达式。计算结果表明：不稳定性增长率随弧电流的增加而增大；外加正向磁场对于中等波长和长波长扰动具有稳定作用；外加反向磁场对于电弧的短波长扰动具有稳定作用；弧柱内电流的抛物形分布对于长波长扰动具有明显稳定作用。由于方程的复杂性，在先前工作中始终没有考虑外部气流对电弧螺旋不稳定性的影响，但在实际应用中，很多情况下存在着外部气流流场对它的作用。本文通过定量分析，给出了外部气流流场的近似形式并给出了气流流场对不稳定性贡献作用项的解析表达式，计算了外部气流流场对于不稳定性的影响；初步得出了外部气流流场在短波长情况下对于电弧具有明显的稳定作用的结论。为相关工程和设计人员提供了有益的参考数据和设计思路。

全文目录

第一章引言  7-11
  1．1 电弧等离子体的特点及应用  7-8
  1．2 电弧的螺旋不稳定性  8
  1．3 电弧螺旋不稳定性的研究现状和意义  8-10
  1．4 本文所作的工作  10-11
第二章描述电弧运动的方程  11-15
  2．1 基本方程  11-12
  2．2 简化假设  12-15
第三章电磁平衡和扰动量的求解  15-19
  3．1 工作方程组  15
  3．2 稳态平衡量  15-16
  3．3 稳态电磁平衡方程的解  16
  3．4 扰动方程及其解  16-19
第四章螺旋不稳定性的简化线性分析  19-31
  4．1 基本方程和平衡量  19-20
  4．2 扰动方程及其解  20-25
  4．3 不稳定性分析  25-30
  4．4 结论  30-31
第五章气流流场对电弧螺旋不稳定性的影响  31-38
  5．1 工作方程组  31
  5．2 外部气流流场形式  31-33
  5．3 扰动方程及其解  33-34
  5．4 不稳定性分析  34-38
第六章工作前景及展望  38-39
附录  39-43
参考文献  43-45
致谢  45

电弧螺旋不稳定性的简化分析及气流稳定作用的研究

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