Titre : | Modélisation numérique du régime luminescent d’une décharge électrique à la pression atmosphérique | Type de document : | document électronique | Auteurs : | SARIDJ Ahmed, Auteur | Année de publication : | 2020-2021 | Accompagnement : | CD | Langues : | Français (fre) | Catégories : | Electrotechnique:Réseaux Electriques
| Mots-clés : | DBD, Modèle fluide, Ionisation Penning, Pression atmosphérique, Régime luminescent.
DBD, Fluid model, Penning ionization, Atmospheric pressure, Glow regime. | Résumé : | Dans la présente thèse, nous avons développé un modèle numérique pour une décharge
luminescent, établie dans un mélange He/N2 à la pression atmosphérique. Ce modèle dit « fluide » est
basé sur l’hypothèse de l’approximation du champ local. Les équations de transport pour différentes
particules couplées de manière auto-cohérente à l’équation de Poisson pour calculer le champ
électrique. Les équations du modèle sont de type dérive-diffusion discrétisées par la méthode des
différences finies avec un schéma implicite à flux exponentiel. Ce schéma assure une stabilité à notre
code lorsque l’un des flux de dérive ou de diffusion est dominant.
Comme le fonctionnement de ce type de décharge (DBD) dépend étroitement aux diélectriques
recouvrant les électrodes métalliques, la prise en considération leur présence dans la modélisation est
très importante.
Une étape de validation a été effectuée dans laquelle, nous avons confronté nos résultats avec
d'autres références, effectués dans les mêmes conditions.
Les résultats obtenus montrent l'établissement d’un régime de décharge identique à celui
habituellement obtenu à basse pression, mettant en évidence l’aspect luminescent de la décharge à la
pression atmosphérique.
L’étude de la variation temporelle des caractéristiques électriques, la distribution spatiale du champ
électrique ainsi que la densité des différentes particules de la décharge a nous permis, une meilleure
compréhension des phénomènes physiques régissant la décharge depuis son amorçage à son
extinction.
Une étape d’étude de l’influence des conditions d’amorçage sur le comportement de la décharge
tels que le taux d’impureté, la fréquence d’excitation, la distance inter-électrodes, la tension appliquée
et la capacité des diélectriques solides a été effectuée permettant d'identifier les conditions
responsables à l’établissement d’une décharge luminescente à la pression atmosphérique (DLPA).
In the present thesis, we have developed a numerical model for a glow discharge, established in a
He/N2 mixture at atmospheric pressure. This model called « fluid » is based on the assumption of the
local field approximation. The transport equations for different particles coupled in a self-coherent
way with the Poisson's equation to calculate the electric field. The model equations are of the
drift-diffusion type discretized by the finite difference method with an implicit exponential flow
scheme. This scheme provides stability to our code when one of the drift or diffusion flows is
dominant.
As the operation of this type of discharge (DBD) depends closely on the dielectrics covering the
metal electrodes, the consideration of their presence in the modeling is very important.
A validation step was performed in which we compared our results with other references carried
out under the same conditions.
The results obtained show the establishment of a discharge regime identical to that usually obtained
at low pressure, highlighting the luminescent appearance of the discharge at atmospheric pressure.
The study of the temporal variation of the electrical characteristics, the spatial distribution of the
electric field as well as the density of the different particles of the discharge has allowed us a better
understanding of the physical phenomena governing the discharge from its initiation to its extinction.
A step of studying the influence of the ignition conditions on the behavior of the discharge such as
the level of impurity, the excitation frequency, the inter-electrode distance, the applied voltage and the
capacity of solid dielectrics has was carried out to identify the conditions responsible for the
establishment of an atmospheric pressure glow discharge (APGD).
| Directeur de thèse : | BELARBI Ahmed-Wahid |
Modélisation numérique du régime luminescent d’une décharge électrique à la pression atmosphérique [document électronique] / SARIDJ Ahmed, Auteur . - 2020-2021 . - + CD. Langues : Français ( fre) Catégories : | Electrotechnique:Réseaux Electriques
| Mots-clés : | DBD, Modèle fluide, Ionisation Penning, Pression atmosphérique, Régime luminescent.
DBD, Fluid model, Penning ionization, Atmospheric pressure, Glow regime. | Résumé : | Dans la présente thèse, nous avons développé un modèle numérique pour une décharge
luminescent, établie dans un mélange He/N2 à la pression atmosphérique. Ce modèle dit « fluide » est
basé sur l’hypothèse de l’approximation du champ local. Les équations de transport pour différentes
particules couplées de manière auto-cohérente à l’équation de Poisson pour calculer le champ
électrique. Les équations du modèle sont de type dérive-diffusion discrétisées par la méthode des
différences finies avec un schéma implicite à flux exponentiel. Ce schéma assure une stabilité à notre
code lorsque l’un des flux de dérive ou de diffusion est dominant.
Comme le fonctionnement de ce type de décharge (DBD) dépend étroitement aux diélectriques
recouvrant les électrodes métalliques, la prise en considération leur présence dans la modélisation est
très importante.
Une étape de validation a été effectuée dans laquelle, nous avons confronté nos résultats avec
d'autres références, effectués dans les mêmes conditions.
Les résultats obtenus montrent l'établissement d’un régime de décharge identique à celui
habituellement obtenu à basse pression, mettant en évidence l’aspect luminescent de la décharge à la
pression atmosphérique.
L’étude de la variation temporelle des caractéristiques électriques, la distribution spatiale du champ
électrique ainsi que la densité des différentes particules de la décharge a nous permis, une meilleure
compréhension des phénomènes physiques régissant la décharge depuis son amorçage à son
extinction.
Une étape d’étude de l’influence des conditions d’amorçage sur le comportement de la décharge
tels que le taux d’impureté, la fréquence d’excitation, la distance inter-électrodes, la tension appliquée
et la capacité des diélectriques solides a été effectuée permettant d'identifier les conditions
responsables à l’établissement d’une décharge luminescente à la pression atmosphérique (DLPA).
In the present thesis, we have developed a numerical model for a glow discharge, established in a
He/N2 mixture at atmospheric pressure. This model called « fluid » is based on the assumption of the
local field approximation. The transport equations for different particles coupled in a self-coherent
way with the Poisson's equation to calculate the electric field. The model equations are of the
drift-diffusion type discretized by the finite difference method with an implicit exponential flow
scheme. This scheme provides stability to our code when one of the drift or diffusion flows is
dominant.
As the operation of this type of discharge (DBD) depends closely on the dielectrics covering the
metal electrodes, the consideration of their presence in the modeling is very important.
A validation step was performed in which we compared our results with other references carried
out under the same conditions.
The results obtained show the establishment of a discharge regime identical to that usually obtained
at low pressure, highlighting the luminescent appearance of the discharge at atmospheric pressure.
The study of the temporal variation of the electrical characteristics, the spatial distribution of the
electric field as well as the density of the different particles of the discharge has allowed us a better
understanding of the physical phenomena governing the discharge from its initiation to its extinction.
A step of studying the influence of the ignition conditions on the behavior of the discharge such as
the level of impurity, the excitation frequency, the inter-electrode distance, the applied voltage and the
capacity of solid dielectrics has was carried out to identify the conditions responsible for the
establishment of an atmospheric pressure glow discharge (APGD).
| Directeur de thèse : | BELARBI Ahmed-Wahid |
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