文献综述（或调研报告）：
电晕放电是一种弱放电，其带电粒子密度远低于中性粒子，因此电晕放电产生的声波主要是中性粒子的波动。放电区域的带电粒子在电场作用下加速后与空气中性分子碰撞，引起局部空气密度和空气压强的波动，从而产生声波，在这一过程中，空气表现出流体特性。首先要引入空气流体方程，从而建立空气流体的离子，电子，中性粒子的三元素流体方程。
对于电晕放电过程中电子，离子和中性粒子的分析可采用流体力学模型以及混合模型。文献[1]提出了一种基于流体-化学反应的空气混合数值模型，推导了数值模型的数学控制方程、边界条件以及初始值的计算方法。提出了一种改进的空气放电输运参数的计算方法，即首先建立一维模型，通过求解Bolzman方程计算得到空气放电中电子能量分布函数，进而获得空气中电子迁移率、电子扩散系数和电子反应系数等输运参数。并且基于混合数值模型，对低气压下不同电极结构的空气放电进行了仿真模拟。研究了空气放电过程中的粒子种类及化学反应类型，并通过与现有文献的试验结果进行验证。确定能够反映空气放电的12种基本粒子以及它们之间的27种化学反应类型。进而探讨了低气压下空气放电基本微观物理过程的特征量以及空气放电特征量随气压的变化规律。针对特高压输电线附近空气放电的特点，在混合数值模型中引入光电离项，研究了大气压下空气放电微观物理过程，分析确定了能够表征大气压下空气放电微观物理过程的特征量。结果表明：粒子种类、粒子密度、电子温度、电场以及能量分布是反映空气放电过程的重要特征量。它们的变化与空气放电微观物理过程具有直接关系，与输电线电晕放电起始电压、自持和消散过程以及发光现象紧密相关。
文献[2]为研究电晕放电过程中的重粒子特性，基于流体力学模型提出了一种改进的电晕放电混合模型，该模型包含空气放电过程中最主要的6类等离子体化学反应，以及光电离作用和二次电子发射过程。基于此模型，对棒板电极在6kV电压下的负电晕放电过程进行仿真，得到负电晕放电的脉冲波形，并分析电场强度、净空间电荷密度在单次脉冲过程中随着时间和空间的变化规律，重点讨论了重粒子的组成成分及其分布特性。
根据课题题目，采用流体力学方程求解空间中的粒子分布，流体力学的显著优点是计算速度快，计算效率高，可以准确快速地确定等离子的宏观参数。文献[3]采用二维流体模型，对双频容性耦合等离子体的氩放电情况进行模拟。在流体模型中，分别根据离子的全动量方程和漂移扩散近似编写了两种数值模拟代码。使用了商业软件COMSOL与两种算法对比测试来验证该模型的可行性和正确性。文献[4]为了求解空气放电中电子的各种输运参数，详细介绍了通过Boltzmann方程计算气体放电参数的数值算法。进而分析了约化电场（E/n）对电子能量分布函数的影响，电子扩散系数、迁移率与约化电场的关系，电离反应系数与电子平均能量的关系。仿真结果表明，随着约化电场强度不断增加，电子能量分布函数中最大比例电子数向能量增加的方向移动；电子的扩散系数和迁移率与其他研究者的实验数据基本一致，误差lt;10%；电子平均能 量gt;2eV时，电离反应系数与Maxwellian分布函数的电离反应系数基本保持一致，证明该计算模型的合理性，为建立可靠的等离子体流体模型奠定良好基础。
对于电晕放电发声现象，国内有一些研究，并且在实验的基础上得到一些规律。文献[5]为了有效地进行各种放电现象的声发射检测和识别，以典型的针-板电极为基础，研究了电晕放电声发射现象，在大量试验基础上，总结了电晕放电声发射波的共性试验特征，结合气体放电理论和波动理论解释了电晕放电声发射的试验现象，引入量纲理论，分析了电晕声发射现象的影响因素。试验发现，电晕声发射波具有规则的工频周期性，在一个工频周期内，强、弱声发射波在正、负半周内交替出现；理论分析发现,在室温和标准大气压下，电晕声发射现象主要决定于电晕过程中快速释放的能量。文献[6]对直流导线电晕放电可听噪声进行了实验研究。实验包括不同导线直径、放电点大小的单个放电点的，不同间距的两个放电点的和多于两个放电点的可听噪声的时域测量。获得了电晕放电可听噪声的时域特性的一些结论。研究发现导线直径、放电点的大小与可听噪声成负相关关系。当导线上存在多个放电点，间距较小时，放电点之间存在相互作用。随着导线上放电点增多，可听噪声脉冲频率增加。最后，阐述了将时域测量的数据进行频域声压级分析的方法，以便于将本文在实验室中测量的可听噪声与工程中的进行比较。文献[7]为了使可听噪声的时域结果直接应用于噪声评价中，根据声级计的基本原理和直流电晕放电产生可听噪声的随机性特点，叙述了将可听噪声时域测量结果转化为声压级的方法，即采用功率谱分析方法来计算可听噪声声压的有效值，同时实现对噪声信号进行时间计权、A计权及倍频分析等，从而实现了由时域数据获得频域声压级的目的。文献[8]采用了可听噪声时域测试方法，对直流电晕放电的可听噪声的时域特性进行了研究，获得了直流单点、两点及导线电晕放电的可听噪声的时域统计特性，揭示了可听噪声与电晕电流的时域关联关系，建立了单点电晕放电可听噪声声源时域随机模型，并提出了直流单导线电晕放电可听噪声时域随机计算方法，实现了直流单导线电晕放电可听噪声的预测计算。文献[9]对多分裂型线由于直流电晕产生的噪声进行测试和研究，得出多分裂型线的电晕噪声频谱特性规律。试验结果表明，型线的电晕噪声为宽频带噪声，其频谱比较平坦，在高频段与各种环境噪声有明显的区别；根据电晕噪声的频谱趋势特性，基于频域测试数据提出了电晕噪声的降噪方法。
国外对等离子体中声波的产生有较多的研究，文献[10]是目前出版的各种声学理论著作中较完整、较系统，并且能反映近年来科研成果的较好的一本，其第十二和第十三章的内容是有声在等离子体中的传播，声光相互作用等。文献[11]分析由弱电离等离子体中的电子加热中性气体成分产生的声波。结果表明，在一定条件下会产生波形放大，并得出放大和自发激发正常模式的标准。该结果用于解释辉光放电中的行进条纹中的声发射和等离子体余辉的声学调制。文献[12]从理论上提出并研究了由热电子与中性粒子之间的摩擦引起的弱电离气体中声音放大的新机制。放大可以在沿着电流和横向于电流传播声音时发生。在后一种情况下，它是异常大的，条件是电子漂移速度弱地依赖于降低的电场强度。新机制与弱电离气体中声音放大和衰减的熟悉机制相比具有竞争力。文献[13]研究了弱电离气体中的声波模式，它是中性气体中普通声波的扰动版本。在足够低的频率下，电子，离子和中性的声振荡都是同相的并且具有相等的幅度。但是，在频率大约为或者大于一定值，发生不同流体组分的振荡之间的显着相位差。这导致电荷分离和电声效应，即由声波产生的电场扰动。先前报道的波放大是在假设所有粒子物质同相振荡的情况下预测的，发现与此处在频率小于一定值处导出的色散关系一致。在频率大于此值时，放大有所减少。结果表明，与先前所认为的相反，中性气体温度的降低并不总是导致波放大的增加。文献[14]研究了在存在电场的时间依赖性成分的情况下，在电击穿电压附近的电极之间的空气介质中产生的声波。在弱电离的标准多组分流体动力学模型中，显示由于电力平衡的瞬时特性，声波放大的产生是可能的，还讨论了负电离子对声强的影响。
参考文献
