Teses de Doutoramento
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Browsing Teses de Doutoramento by Author "Almeida, Rui Manuel dos Santos"
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- Computing self-sustainment voltages in high pressure airPublication . Almeida, Rui Manuel dos Santos; Benilov, Mikhail S.; Almeida, Pedro G. C.Este trabalho propõe um método para avaliar tensões de disrupção de descargas de baixa corrente e alta pressão em configurações com fraca não-uniformidade do campo. Todas as configurações estudadas, compostas por dois elétrodos separados por um espaçamento, foram construídas utilizando um pacote de software baseado no método numérico de elementos finitos. As equações do modelo de fluido foram configuradas para modelizar ar a 1 atm presente no espaçamento, com um esquema simplificado de processos químicos de plasma envolvendo eletrões, um ião positivo e três iões negativos. O critério de Townsend para a determinação da tensão de auto-sustentação é matematicamente alargado a descargas multidimensionais. O critério alargado, baseiase na análise da descarga ao longo das linhas de campo elétrico. No entanto, o novo critério continua a ser válido apenas para configurações com gases eletronegativos dominados pela deriva. Este trabalho propõe uma abordagem mais geral para a obtenção da descarga autónoma, válida também para gases eletropositivos e/ou onde a difusão pode ser significativa. Esta abordagem foi designada de ‘método de ressonância’ e pode ser aplicada a descargas quase-estacionárias de baixa corrente em gases a pressão elevada. O método baseia-se no reconhecimento de que o sistema de equações de fluidos é linear na ignição da descarga e que a sua solução constitui um problema de valores próprios sendo a tensão aplicada o valor próprio. É estabelecido um procedimento sistemático para a obtenção da descarga autónoma. Cada passo baseia-se em cálculos estacionários. O método proposto permitiu investigar a relação entre as tensões de auto-sustentação e de disrupção. É dada especial atenção a uma configuração simples que modeliza um interruptor. Para esta configuração axissimétrica, o método de ressonância calculou duas tensões de auto-sustentação utilizando duas condições fronteira sobre o dielétrico. A modelização não-estacionária calculou duas tensões de disrupção; a tensão de primeira-disrupção e a de disrupção-repetitiva, resultantes de duas condições iniciais. Os cálculos não-estacionários basearam-se na utilização da tensão de auto-sustentação, previamente calculada pelo método de ressonância. Os resultados mostram que, com condições de fronteira adequadas, as tensões de auto-sustentação concordam com as tensões de disrupção calculadas. Este acordo traduz-se numa redução significativa do tempo computacional necessário para estimar a tensão de disrupção de uma configuração.