大气压冷等离子体与水溶液作用过程的数值模拟研究进展

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1、Seediscussions,stats,andauthorprofilesforthispublicationat:https://www.researchgate.net/publication/305563133ResearchprogressconcerningnumericalsimulationsforactingmechanismsofcoldatmosphericplasmasonaqueoussolutionsArticle·July2016CITATIONSREADS03266authors,including:Xiao-FeiZhangChongZhangTsing

2、huaUniversityTsinghuaUniversity9PUBLICATIONS104CITATIONS125PUBLICATIONS1,398CITATIONSSEEPROFILESEEPROFILEHe-PingLiTsinghuaUniversity105PUBLICATIONS1,279CITATIONSSEEPROFILEAllcontentfollowingthispagewasuploadedbyHe-PingLion23July2016.Theuserhasrequestedenhancementofthedownloadedfile.化工进展2016年第35卷第

3、7期CHEMICALINDUSTRYANDENGINEERINGPROGRESS·1929·特约评述大气压冷等离子体与水溶液作用过程的数值模拟研究进展1121，321，3常海波，张雪，张晓菲，张翀，李和平，邢新会（12工业生物催化教育部重点实验室，清华大学化学工程系，北京100084；清华大学工程物理系，北京100084；3清华大学合成与系统生物学中心，北京100084）摘要：作为一种新型高效多样的化学反应场，近年来大气压冷等离子体（coldatmosphericplasma，CAP）在生物、医学、环保、材料等领域的研究和应用日益广泛。由于这些领域的应用大多涉及以水溶液为介质的反应体系，

4、因此，深入认识和理解CAP与水溶液的相互作用机制具有重要的理论意义和实用价值。然而CAP与水溶液的反应过程高度复杂，现有实验检测手段难以全面揭示其作用机制，而近年计算模拟在CAP领域的研究获得了长足发展，并成为研究CAP与溶液相互作用机制的重要手段之一。本文重点综述了近几年流体力学模拟和分子动力学模拟在CAP与水溶液相互作用机制研究中的应用。在流体力学模拟方面，本文详细介绍了近几年发展的二维模型、一维模型和Global模型的特点以及这些模型在介质阻挡放电（dielectricbarrierdischarge，DBD）和等离子体射流与水溶液相互作用研究中的应用，以揭示等离子体作用于水溶液后

5、的反应过程；在分子动力学模拟方面，本文详细介绍了将基于反应性力场（reactiveforcefield）的分子动力学模拟用于含氧活性粒子（reactiveoxygenspecies，ROS）与水溶液中生物分子相互作用机制研究中的应用。在此基础上，本文进一步分析和比较了流体力学模型和分子动力学模拟的特点，并展望了在CAP与水溶液相互作用机制研究中亟待解决的问题和未来这一领域研究工作的发展方向。关键词：大气压冷等离子体；水溶液；流体力学模拟；分子动力学模拟；突变中图分类号：TQ021.1文献标志码：A文章编号：1000–6613（2016）07–1929–13DOI：10.16085/j.i

6、ssn.1000-6613.2016.07.001Researchprogressonnumericalsimulationofcoldatmosphericplasmasonaqueoussolutions1121，321，3CHANGHai-Bo，ZHANGXue，ZHANGXiaofei，ZHANGChong，LIHeping，XINGXin-Hui1（KeyLaboratoryforIndustrialBiocatalysis，MinistryofEducation，DepartmentofChemicalEngineering，Tsinghua2University，Beiji

7、ng100084，China;DepartmentofEngineeringPhysics，TsinghuaUniversity，Beijing100084，China；3CenterforSyntheticandSystemsBiology，TshinghuaUniversity，Beijing100084，China）Abstract：Asaneffectiveandcomplexchemicalreactionfield，co