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清华大学优秀博士学位论文丛书（以下简称优博丛书）精选自2014年以来入选的清华大学校级优秀博士学位论文（Top 5%）。每篇论文经作者进一步修改、充实并增加导师序言后，以专著形式呈现在读者面前。优博丛书选题范围涉及自然科学和人文社会科学各主要领域，覆盖清华大学开设的全部一级学科，代表了清华大学各学科*秀的博士学位论文的水平，反映了相关领域*的科研进展，具有较强的前沿性、系统性和可读性，是广大博硕士研究生开题及撰写学位论文的必备参考，也是科研人员快速和系统了解某一细分领域发展概况、*进展以及创新思路的有效途径。
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| 內容簡介： |
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气体放电相似性理论主要用于解决超大或超小尺寸放电研究所遇到的困难，包括不同尺寸气体放电器件的设计和放电特性的预测。本论文通过实验研究、数值模拟和理论分析，对低气压下气体放电相似性的某些相关问题进行了研究。
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| 目錄：
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目录
第1章引言
1.1气体放电的相似性
1.1.1气体放电相似性简介
1.1.2相似放电必要条件的物理含义
1.1.3相似放电允许的物理过程
1.2气体放电相似性的早期研究历史
1.2.1气体放电相似性理论体系的建立
1.2.2放电相似性适用范围的扩展
1.3气体放电相似性的近期研究状况
1.4气体放电相似性的最新研究进展
1.4.1超大尺度放电的研究
1.4.2超小尺度放电的研究
1.4.3帕邢曲线相关问题的研究
1.5气体放电相似性研究存在的问题
1.5.1辉光放电相似性的相关问题
1.5.2帕邢曲线的相关问题
1.6本论文的主要工作和意义
1.6.1本论文的研究背景和意义
1.6.2本论文的主要工作
第2章实验装置与数值仿真方法
2.1放电实验装置
2.1.1放电室
2.1.2放电电极的设计
2.1.3气压监测系统
2.1.4充气与流量控制
2.2实验的测量与诊断
2.2.1电源与电测量系统
2.2.2击穿电压的测量
2.2.3电流密度的测量
2.2.4放电的图像诊断
2.3气体放电的数值仿真方法
2.3.1气体放电的流体模型
2.3.2放电模型的结构
2.3.3低气压放电的反应过程
2.3.4边界条件的设定
2.3.5求解方法
2.3.6模型有效性的验证
2.4本章小结
第3章帕邢曲线不重合现象的研究
3.1帕邢曲线分离现象的实验研究
3.1.1径向扩散对帕邢曲线分离的影响
3.1.2电场分布对帕邢曲线分离的影响
3.2帕邢曲线分离现象的理论分析
3.3帕邢曲线交叉现象的研究
3.3.1帕邢曲线交叉现象的实验结果
3.3.2帕邢曲线交叉现象的数值模拟
3.4本章小结
第4章辉光放电相似性的数值仿真研究
4.1平行平板气隙辉光放电相似性的研究
4.1.1平行平板气隙放电的数值仿真模型
4.1.2伏安特性曲线的比较
4.1.3气隙内部参量相似性的检验
4.2不允许过程对放电相似性的影响
4.2.1不允许过程导致相似放电的偏离
4.2.2放电相似性偏离的理论分析
4.3棒板气隙中辉光放电相似性的研究
4.3.1棒板位形下几何相似气隙模型
4.3.2棒板气隙放电相似性的检验
4.4棒筒气隙中辉光放电相似性的研究
4.4.1棒筒位形下几何相似气隙模型
4.4.2棒筒气隙放电相似性的检验
4.5本章小结
第5章辉光放电相似性的实验研究
5.1平行平板气隙中辉光放电相似性的实验研究
5.1.1缩比系数对相似放电的影响
5.1.2气压对相似放电的影响
5.2棒板气隙中辉光放电相似性的实验研究
5.2.1不同极性下几何相似棒板气隙的伏安特性
5.2.2阴极棒上部绝缘屏蔽对伏安特性的影响
5.3反常辉光放电阴极位降区长度的研究
5.3.1阴极位降区长度的确定方法
5.3.2径向扩散对反常辉光放电伏安特性的影响
5.3.3反常辉光阴极区和约化电流密度的关系
5.4本章小结
第6章结论参考文献索引在学期间发表的学术论文与研究成果致谢
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| 內容試閱：
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气体放电的研究已经持续100多年了。气体作为一种优越的电绝缘介质，早期的研究主要关注气体的绝缘和击穿特性及其在工程中的应用。气体放电所产生的等离子体中包含大量的活性粒子（电子、离子、光子、激发态粒子、化学基团等），这使得近来的气体放电研究主要集中在气体放电等离子体的各种应用。随着气体放电等离子体应用的发展，人们有时需要了解某些超大尺度或超小尺度气隙的放电特性，而直接的实验或诊断在现阶段往往是不可能的。此时，气体放电相似性的研究就是唯一的解决办法。气体放电相似性是指：对于两个几何形状相似但尺度不同的气隙（即所谓的几何相似气隙），在特定条件下，这两个气隙中的放电是相似的。这两个放电气隙不但外部的伏安特性相同，而且内部的各物理参量（如电场分布、电流密度、电子密度和温度等）呈特定的比例关系。气体放电相似性的研究具有重要的理论意义和应用价值。首先，若未知的A放电和已知的B放电具有相似性，则可以根据B放电来推断A放电中发生了哪些基本的物理过程。其次，在预估某些超大尺度或超小尺度气体放电特性时，可以利用尺度合适且易于实验的相似放电气隙进行实验，将所获得的实验结果外推到超大尺度或超小尺度气隙。本博士论文的研究目标是进一步了解低气压下气体放电的相似性。低气压气体放电通常包括气隙击穿和辉光放电前后两个阶段，本博士论文分别研究了几何相似气隙的击穿电压相似性和辉光放电相似性。本博士论文取得的主要创新性成果包括： ①实验发现了平行平板气隙的击穿电压可以表示为Ub=fpd, dr，从数学上证明了该表达式和气体放电相似性理论公式Ub=fpd, Ep是等价的，并且著名的帕邢定律Ub=fpd只是该表达式在均匀电场中的一个特例。因此，该表达式将帕邢定律扩展到平行平板气隙的非均匀电场中。②发现低气压氩气辉光放电的相似性仅仅存在于几何比例系数k有限的任意两个几何相似气隙中, 随着k的增大，逐级电离过程和第二类非弹性碰撞（彭宁电离除外）过程将破坏放电的相似性。
王新新〖〗清华大学电机工程与应用电子技术系[]2016年12月摘要低气压下气体放电相似性研究
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