[发明专利]一种基于等离子体模型的先导放电通道温度计算方法及系统

权利要求书

1.一种基于等离子体模型的先导放电通道温度计算方法，其特征是，包括：

步骤S1、获取先导放电通道的电流瞬态值，具体是在标准大气压和指定温湿度下获取先导放电电流，以0.1皮秒以上分辨率对放电电流进行离散化，获取t时刻电流温度的瞬时值I；

步骤S2、设定先导放电通道的初始热半径，计算先导放电通道内的电场；

步骤S3、计算先导通道内单位质量产生的焦耳热，获取热传导和辐射所消耗的热量，基于热量守恒计算当前时刻先导通道的平均温度T；

步骤S4、基于先导放电通道内的电场、温度计算通道内电子密度的变化，具体是基于先导放电通道内的电场、温度，考虑电子与粒子之间的碰撞电离、二体结合、三体结合，电子与负离子的脱离，电子与正离子的结合，通道内的热电离，计算放电通道内的电子密度n_e；

步骤S5、基于先导放电通道内的电场、温度计算通道内的正、负离子密度变化；

步骤S6、获取先导放电通道的扩散半径，重复S1-S5步骤，计算下一时刻先导放电通道的温度。

2.如权利要求1所述的一种基于等离子体模型的先导放电通道温度计算方法，其特征是：

步骤S2具体为：

设定先导放电通道的初始半径r_c和通道半径内的初始电子密度n_e，根据欧姆定律可以计算先导放电通道内的轴向电场E，具体如下式所示：

式中R为放电通道单位长度的电阻，σ为电导率，通过σ＝eμ_en_e计算得到，e为电子的电荷量，μ_e为电子迁移速率，可通过文献查找获得。

3.如权利要求1所述的一种基于等离子体模型的先导放电通道温度计算方法，其特征是：

步骤S6具体为：

计算先导放电通道当前时刻的热半径r_g、载流半径r_c；

基于当前时刻(t)计算得到的轴向电场E、先导通道的平均温度T、电子密度n_e、负离子密度n_n、热半径r_g、载流半径r_c，带入下一时刻(t+1)的电流瞬时值，重复步骤S1-S5，即可获得任意时刻在电流驱动作用下的先导通道温度。

4.基于等离子体模型的先导放电通道温度计算系统，其特征是，包括：

第一模块，以先导放电通道的电流作为模型的输入量，将放电通道视为均匀的等离子体通道，从而实现对整个放电通道的物理特性的数值计算；

第二模块，截取先导通电通道的一小段替代对整个放电通道特性的计算，将流经先导放电通道的电流进行离散，获取不同时刻下先导放电通道内的温度和等离子体特性；

第三模块，求解的六个未知数为电场、温度、电子密度、离子密度、通道载流半径、通道热半径的瞬态动力学过程；

第四模块，根据第三模块所求解得到的通道温度全部记录下来，即为本方法所求解的先导放电通道的时域平均温度。