大气压非平衡等离子体射流自问世以来,备受研究者们的青睐,是当今低温等离子体物理研究与实际应用领域的热点之一。与传统的低温等离子体放电相比,大气压等离子体射流中放电产生的自由基、带电粒子、和亚稳态粒子等能够在气流场和电场的共同作用下被传送到想对远距离的区域,保证了放电系统的稳定性。同时,放电产生的等离子体无电击感和灼热感,能够与生物体直接接触,这也促使了等离子体射流在医学治疗上的应用。由于等离子体射流携带大量的自由基和活性粒子,使得等离子体射流在病菌的灭活、血液凝结和癌细胞处理上有其重要意义,本文通过仿真与实验设计了一种等离子体射流的产生装置,对等离子体射流进行研究。本论文的研究工作包括:1.利用二维轴对称等离子体射流模型,数值模拟了脉冲交流电源驱动的双环电极结构的大气压非平衡等离子体射流。通过数值模拟,可以得出在放电过程中的电子密度、电子温度、电子直接碰撞电离源项和电场强度等参数,并此结构的基础上减小介质管的半径或者修改电极的长度来与之进行对照。结果表明:放电首先从两个电极中间的两个高场强区域开始,随后从这两个区域向两端发展,但主要朝气流的下游发展,并且放电在中轴线位置最强,放电是沿着介质管壁发展的,形成的等离子体射流“头部”会呈现一个“子弹”的造型。然后在此基础上对介质管的半径和电极的长度进行修改,发现等离子体射流的演变规律与之前大致一样,主要的区别体现在电子密度和反应速率上的差异,但其中的一些规律还需要进行深入研究。2.设计并进行了大气压下氩气非平衡等离子体射流实验,在实验中,红外热像仪显示,等离子体射流的温度接近室温,手指靠近无灼热感。随着氩气流速的逐渐增大,击穿电压和电流也会随之升高;减小电极的长度,击穿电压也会降低;适当减小介质管直径,击穿电压也会降低。3.在仿真和实验的基础上,设计了一种等离子体射流阵列,该等离子体射流阵列可以生成具有一定电子密度分布的等离子体。此外,利用等离子体射流阵列生成的等离子体层进行电磁波的传输散射仿真发现:入射角度越大,透射系数会越小;等离子体碰撞频率越高,透射系数会越大;电磁波的频率越高,透射系数越大。