나노세컨드 펄스 DBD 플라즈마의 멀티스케일 모델링을 위한 비평형 플라즈마 유동 해석 및 검증

Q: 이 논문에서 정의한 나노세컨드 펄스 DBD 플라즈마 액추에이터란 무엇인가?

나노세컨드 단위의 매우 짧은 펄스 전압을 인가하여 플라즈마를 생성함으로써 유동을 제어하는 장치다. 이는 강한 전기장 하에서 플라즈마 채널이 빠르게 전파되는 스트리머 방전 현상을 이용하여 유체 흐름에 영향을 주는 특성을 가진다.

Q: 나노세컨드 펄스 DBD 플라즈마에서 미세 충격파가 발생하는 원인은 무엇인가?

연구 결과, 스트리머 발생 영역에서 발생하는 줄 가열 에너지에 의해 유동 온도가 국소적으로 급격히 상승하며 미세 충격파가 유도된다. 이는 인가 전압 펄스가 상승하는 동안 스트리머가 일정 속도로 전진하며 에너지를 전달하기 때문이다.

안상준; 채정헌; 김형진; 신진영; 김규홍

doi:10.6112/kscfe.2019.24.1.048

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자료유형: 학술저널

저자정보: 안상준 (서울대학교) 채정헌 (서울대학교) 김형진 (서울대학교) 신진영 (서울대학교) 김규홍 (서울대학교)

저널정보: 한국전산유체공학회 한국전산유체공학회지 한국전산유체공학회지 제24권 제1호

발행연도: 2019.3

수록면: 48 - 54 (7page)

DOI: 10.6112/kscfe.2019.24.1.048

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In a nanosecond pulse discharge, the computational cost is high because of the characteristic time difference between the plasma and the flow. In order to reduce the computational cost, multi-scale modeling study of nanosecond pulse discharge plasma is needed. In this study, we developed and verified a non-equilibrium plasma solver for nanosecond-pulse Dielectric Barrier Discharge(NS-DBD) multi-scale modeling study. To simulate the non-equilibrium phenomena, 17 chemical species / 54 chemistry reaction models were used. The governing equations included chemical species continuity equations, a electrical potential equation, and Navier-Stokes equations. Numerical results show that streamer velocity and micro shock wave speed are comparable to those of other experimental results. This study is expected to contribute to the future study of NS-DBD multi-scale modeling.

#전산유체역학(CFD) #비평형플라즈마유동(Nonequilibrium Plasma Flow) #스트리머방전(Streamer Discharge) #나노세컨드 펄스 DBD 플라즈마 액츄에이터(NS-DBD Plasma actuators)

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