记录一则用户咨询的电晕风计算论文。
本期记录一则用户咨询的电晕风计算论文。见下图所示的双针电晕放电结构：
电极间距8mm，极间电压10kV，置于下图所示15mm高，20mm宽的聚丙烯实验腔中央，并在双针下游12.5mm处放置热线测量速度。放电产生的电荷将在电场作用下漂移并带动周围空气流动。 文中采用了求解稳态方程的方法避免计算具体放电过程，通过耦合稳态CFD方程，泊松方程和电荷守恒方程得到放电、流动稳定情况下的流场，采用三维计算，结果如下：
这个模型的有趣之处在于，通过计算电荷守恒方程配合基于一定物理意义的针尖电荷流人工边界简化了放电计算且实现与流场的耦合，这比通过光辐射强度假设电荷空间分布来计算体积力的办法（唯像模型）离真实物理更近了一步，具有复现价值。 工坊以论文案例为基准，用COMSOL构建了简单的二维模型（方便扩展至三维）验证，得到计算流场和体积力分布特征如下：
计算结果验证了电晕风的存在，下游诱导气体速度与实验接近。由于是二维模型且针尖（实际是平行板电极边缘）形状与电荷流人工边界不匹配，导致了诱导流场形状与论文显著不同，提示了三维模拟与二维模拟物理意义的显著不同。 值得注意的是，文章中对正负电荷使用相同的迁移率、正负电极使用同样的边界通量显然与物理事实不符——一个比较好的改进，是使用自洽模型（见工坊代码PASSKEy）计算单次放电电荷分布或边界通量再耦合到流场中，得到更物理的结果。 |
