ストリーマー基準：気体モデル
概要
“Streamer criterion”ツールでは、次の2つの気体モデルが事前に定義されています：
- 空気モデル
- SF6気体モデル
提案されるモデルは簡潔なモデルなので、複雑なケースには適していません。
Fluxにはユーザーモデルがあることから、スタディ対象のデバイスに適した独自のモデルを使用できます。
ユーザー定義モデル
ユーザーモデルによって、デフォルトで事前定義の空気モデルに対応する式が提案されます。
その式には、入力が必要な次の2つの欄があります：
- 換算電界Erの式（スカラー）：
ここで、Er = Mod(E)/Pです。Mod(E)は電界のモジュール（デフォルトで書き込まれる値はkV/mmの単位で定義されています）で、Pはbar単位の圧力（デフォルトで1bar）です。この欄には、目的の単位でErを入力することが重要です。その単位が、以降の式で使用される単位となり、Kはこの式に依存するためです。たとえば、次のように指定します：
- V/m/barを選択するにはEr = Mod(E)/1を定義します
- kV/mm/barを選択するにはEr = Mod(E)/1E6/1を定義します
- kV/cm/torrを選択するにはEr = (Mod(E)/1E6)*750.062を定義します
- αeff（スカラー）の式：
デフォルトでは次のようになります：P * 1.065 * Er2 6.951 * Er + 7.2371) * Valid(Er,2.0)
デフォルトでP=1barです
この式は“Er”（上で定義）を変数とする必要があります。
式*Valid(Er,2.0)を使用することにより、空気の場合は、2kV/mm/bar未満のすべてのEr値に対してαeffは0に等しいと見なされます。実際、E値が低い場合の正のαeffは積分で考慮すべきではありません（負数のαeff値は自動的に0に設定されます）。
空気モデル
空気モデルの式は前のブロックで紹介しました。
入力を必要とする値は圧力のみです。
SF6モデル
SF6モデルの式は次のとおりです：
- Er<12.36kV/mm/barの場合：αeff = 27.9 * P * (Er -8.9246)
- Er>12.36kV/mm/barの場合：αeff = 22.3595 * P * (Er - 8.0579)
空気の場合と同様に圧力の入力のみが必要です。
新しいモデル
空気、SF6、またはその他の気体に合わせて新しい式を入力する場合は、無料のオンラインツールを利用できます。気体の化学組成から曲線αeff =f(E)を抽出できます。つづいて、数式を使用してExcel上でデータ曲線をフィッティングできます。
新しい数学モデルを特定するためのステップを下の表に示します。
| ステップ | 動作 |
|---|---|
| 1 |
ツールのリンクhttp://fr.lxcat.net/data/set_databases.phpを開きます |
| 2 |
1つまたは複数のデータベースを選択して“next”をクリックします。たとえば、“–”をクリックしてすべてを削除してから“Phelps database”を選択します。 |
| 3 | 気体の化学組成を選択します。 |
| 4 | “next”をクリックして、データベースの選択を確定します。 |
| 5 |
次のデータを定義します：
|
| 6 | “Run calculations”をクリックします。 |
| 7 | “Swarm parameters in text file”をクリックします。 |
| 8 |
|
| 9 |
ここで、N=2.44e25 |
| 10 | kV/mm単位のEに対するαeffをプロットします。 |
| 11 | 数学モデル（多項式など）に前の曲線をフィッティングします。 |
ストリーマー基準の計算ドメイン
- Air or vacuum region
- Dielectric region with charge source
図 1. 選択した領域に基づいて誘電体を通ってストリーマーが拡張するのを示すシンプルな問題。（a）空気のみが選択されている（図では気体と表示）、（b）誘電体と空気が選択されている。