等离子体是指气体由于从外部获取一定的能量后，有一部分或全部气体达到电离的准中性状态。产生等离子体射流的方法常见的有气体放电、高能粒子作用、加热等。大气压等离子体射流具有低温和非平衡的特点。低温指温度在108K，而非平衡则是指电子温度大于气体温度，两者差异越大，非平衡程度越高。　　大气压等离子体射流技术由于产生等离子体温度低，活性物浓度高等特点在材料改性、灭菌、环境保护等方面应用甚广。等离子体射流技术的原理是使用外加激励源在一个有限的腔体内产生等离子体后用气流将等离子体吹出放电腔体。　　射流技术的主要优势有：⑴产生条件低，只需大气压下几千伏电压就能产生；⑵等离子体一经产生就离开高压电极，保证了人员的安全；⑶管口喷出的射流推进速度很快，能在寿命较短的活性粒子消失前到达被处理物体表面；⑷喷出管外的射流其温度接近室温，且能量较低，不会引起被处理物体的明显温升；⑸对被处理物体的形状尺寸没有要求，如果移动射流装置，可以对三维物体进行处理。　　当前研究包括下述三方面：⑴放电特性研究，构建等效电路模型仿真电压电流波形，但主要应用在板板型介质阻挡放电领域，且以理论计算为主，未能很好与实验结合；⑵电极结构设计，主要电极结构包括针环结构、环环结构、螺环-环式结构、微孔阴极结构等，在此基础上进行验证和放电分析，但对其机理研究较少；⑶产物诊断与分析，主要采用激光发射光谱法以及静电探针测量法测其组分浓度、电子密度和电子温度，但未能很好地解释与影响因素的对应关系。总之，由于不同应用领域对等离子体射流的特性要求不同，探索等离子体射流产生规律对于进一步产生更具应用的针对性的等离子体射流有一定的工程应用价值。　　针对上述问题，本文从针-环结构这一典型等离子体射流的电极结构出发，通过电路仿真分析其电路特性、通过有限元仿真分析其电场、流体场和等离子体场，通过实验研究其放电影响因素，并在此基础上进一步研究和改进放电装置并测试性能。本文的主要研究内容可以归纳为：　　首先，运用Matlab的Simulink工具箱建立大气压等离子体射流的等效电路模型并分析其电压电流特性。本文发现，无论是射流放电还是DBD板板放电，都有微电流放电现象，且由于交流电场下的极性效应使间隙场强叠加，会使下半周期放电电压下降放电时间提前。　　第二，建立等离子体射流装置的有限元模型，仿真多物理场影响下的等离子体放电特性并研究电极结构参数和电源参数对放电其影响。本文首先仿真等离子体放电前管内电场分布和放电后管内电场和空间电荷分布，并研究结构参数和电源参数对电场的影响，发现改变间隙和电极尺寸对改变电场影响较大，接着仿真流体场下侧面通气和直管通气的流速和气压场分布，发现侧面通气结构在管口处气流速度比直通结构大，但容易出现在小范围内气压变化大的问题。然后使用COMSOL等离子体场仿真分析了等离子体子弹的发展，最后使用 Jet&Poudres软件仿真喷出管外射流，发现射流的温度径向迅速降低，气流径向速度远小于轴向速度等特点。　　第三，搭建等离子射流放电平台，氩气为工作气体，以针环电极为例，分析结构参数和外部驱动参数对射流长度和起始放电电压的影响，发现频率增加和石英管径减小会使起始放电电压降低而电源电压增加和流速增大并不能使射流长度不断增加。同时本文计算了反应装置等效容抗和有效功率。　　然后，根据仿真和实验揭示的规律，进一步研究射流长度和亮度影响因素，提出采用引入外接地电极增加射流长度和放电强度，通过实验验证了该方法的有效性，并提出射流改变与粒子极性有关。