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申请/专利权人：西安理工大学

摘要：本发明公开一种分解产物与绝缘材料表面相容性的仿真方法，包括：步骤一，建立并求解化学动力学模型，确定环保气体局部放电分解产物的组分；步骤二，通过局部放电分解产物的组分建立分解产物与绝缘材料的反应分子动力学模型，在分子动力学每次循环时，根据ReaxFF反应力场，计算下一时刻原子间的距离和键能，从而获取下一时刻原子间的连接情况，判断化学键的断裂和生成；步骤三，通过追踪化学键断裂和形成，获取每种分解产物与绝缘材料的作用机理，从而判断分解产物与绝缘材料的相容性。本发明所提出的仿真方法能够揭示环保型气体持续局部放电下产生的分解产物与绝缘材料表面作用的内部机理，为分解产物与绝缘材料的相容性提供理论基础。

主权项：1.分解产物与绝缘材料表面相容性的仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，建立并求解化学动力学模型，确定环保气体局部放电分解产物的组分；步骤一中化学动力学模型将放电空间分为等离子体区和气体区，所述等离子体区的半径为放电半径，高度为针板电极之间的距离，气体区为包围等离子体区的同轴圆柱区域；在所述等离子体区发生电子碰撞反应、离子与离子的重组反应、离子与中性粒子之间的电荷交换反应以及中性粒子与中性粒子之间的元素交换反应；在所述气体区由等离子体区扩散出来的中性粒子与气体区的背景气体发生化学反应；对所述等离子体区和气体区中中性粒子的扩散过程进行耦合，局部放电过程中，电场变化影响放电的强弱，是放电发生的激励条件；完整的化学动力学模型如式1～3所示： 式中，t为时间，cpj为等离子体区第j个粒子的数密度，νij，ν′ij分别为化学反应方程左边和右边的化学计量数，ki为第i个化学反应的反应速率常数，cpl为等离子体区第i个化学反应中第l个粒子的数密度，νil为第i个化学反应方程左边的第l个粒子的化学计量数，Dkj为第j个粒子在第k种背景气体种的扩散系数，cgj为气体区第j个粒子的数密度，rp为等离子体区的半径，rg为气体区的半径，Sp为等离子体区的表面积，Vp为等离子体区的体积，cgl为气体区第i个反应方程中第l个粒子的数密度，Vg为气体区的体积，E为电场，Em为电场最大值，τpls为脉冲持续时间；通过耦合求解1～3，能够得到环保型气体持续局部放电下分解产物的演化特性，从而确定任意时刻环保气体局部放电分解产物的组分；步骤二，通过局部放电分解产物的组分建立分解产物与绝缘材料的反应分子动力学模型，在分子动力学每次循环时，根据ReaxFF反应力场，计算下一时刻原子间的距离和键能，从而获取下一时刻原子间的连接情况，判断化学键的断裂和生成；步骤三，通过追踪化学键断裂和形成，获取每种分解产物与绝缘材料的作用机理，从而判断分解产物与绝缘材料的相容性。

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