大气压等离子体射流(APPJ)可以在大气压下产生于放电电极以外的开放空间,具有电子温度高、气体温度较低、活性粒子丰富、容易控制等优点,广泛应用于保健、生物医学、敏感材料工艺和环境污染治理等诸多方面。理解等离子体射流的产生和影响因素是改善、发展和应用等离子体射流工艺的基础。本文利用流体模型,研究了共面介质阻挡放电型(DBD)大气压等离子体射流的形成和传播过程。首先,基于实验测试,介绍了惰性气体APPJ的一般特性。通过ICCD相机得到DBD和APPJ的发展和形成过程。实验测量了射流在介质管内和空气中的推进速度。发现射流在介质交界处速度发生突变;空气在介质管口的扩散以及介质性质的变化可能导致这种突变。实验观察到射流环形结构,其形成原因可能与介质管的性质、空气与工作气体的相互作用有关。然后,建立了二维流体模型,模拟了DBD和APPJ形成过程,得到放电过程中的电离速率、电子密度、离子密度、空间电荷、电场时空分布和等离子体子弹的空间结构。结果表明,射流的产生起源于DBD形成后、在瞬时阴极外的高密度正离子电荷形成的强轴向电场引起的空间放电,并在电场推动下向外发展。同时,射流与介质管壁之间存在一定的径向电场,促使射流向中心轴收缩,最终使射流由空心结构转变为实心结构。最后,研究了介质管的介电常数、管径、厚度对射流特性的影响。结果表明,电极外介质管的介电常数改变并不影响DBD的发展,但明显影响APPJ。当射流从介电常数较大的介质管过渡到介电常数较小的介质时,射流发展速度在交界处发生突变;同时电子密度和空间分布发生显著变化,射流长度增加。交界处的这种突变是由于介质管电容的改变所致,它增强了轴向电场并促进射流发展。介质管径改变也导致射流长度和射流结构的变化。管径越小,射流长度越长;同时,APPJ逐渐也从空心等离子体柱转换为实心结构。而介质管厚度仅对DBD放电有一定影响,不影响射流的传播和长度。模拟结果可以很好地解释APPJ从介质管进入空气时的行为,也可以说明APPJ存在空心结构的实验现象,并可为APPJ的形态控制提供参考。