节能环保要求的日益严格对燃烧技术提出了更高的要求,如何在获得更高燃油经济性的同时降低污染物排放,成为学术界共同关注的问题。稀薄燃烧是一种新型燃烧技术,和传统的发动机燃烧技术相比,该燃烧采用低当量比条件、具有能够实现高效清洁的巨大优势。但随着空气量的增加,燃烧速度逐渐减慢,在极端情况下可能导致混合气不能正常燃烧。为了确保可靠点火并正常燃烧,就必须采取特殊点火措施来强化燃烧。目前,非平衡等离子体助燃技术由于可增加混合气中活性基浓度、从而缩短点火延迟、改善燃烧过程,因此被公认为是最有效的高效燃烧方式之一。本文致力于探究气体在外加电场作用下所生成活性粒子的变化规律。首先研究了甲烷-空气混合气在外加电场作用下的电离过程,通过有限元方法来求解甲烷-空气一维模型,获得电子密度、活性粒子摩尔分数随当量比、放电间隙等参数的变化。结果表明,距离阴极附近较小位置时（0.05⁰.4mm）电子密度的最大值呈现先增大后减小的趋势,并在0.1mm位置达到峰值;放电极大地提高了活性粒子CH₃、NO、H和O₃的浓度;随着当量比的降低,各活性粒子的摩尔分数略有减少,但即使在最低的当量比条件Φ=0.4时仍能产生较多的活性粒子。其次,建立了氩气二维轴对称模型,通过耦合流动和传热获得了氩气的电子密度、流速、离子浓度以及温度的变化。结果表明,放电使氩气的活性极大的提升,而电离空间内的温升却只有0.15K。最后,初步探索了二维甲烷-空气条件下粒子的变化,结果显示电离使CH₃的浓度得到了提升;搭建了的等离子体放电实验平台,测量并计算了电子密度的变化,结果显示模拟的电子密度和实验相符合。