随着国际海事贸易的快速发展,船舶尾气排放对未来的空气质量、气候和人类健康将会产生持续的影响。近年来,等离子体技术正处于快速发展阶段,将等离子体技术应用于船舶尾气处理具有良好的前景及优势。但是船舶排放尾气具有很高的温度,而当前的大多数辉光放电研究都是在常温下进行的,因此,在高温环境下实现辉光放电对于辉光放电等离子体的市场应用具有重要价值。本文设计了耐高温的大气压辉光放电等离子体放电电极,探讨了高温环境中辉光放电等离子体的生成情况,对设计好的反应器进行了流体仿真分析,最终实现了在高温环境中产生辉光放电等离子体。推动了辉光放电等离子体在高温环境中的应用研究。首先,根据典型的介质阻挡放电模型,讨论了介质材料的不同和气体间隙距离以及介质厚度的相互变化对放电特性的影响,得出结论:绝缘材料的介电常数越大,气体间隙的电场强度就越大;电极间距不变时,介质厚度越宽,气体间隙的电场强度就越大;而气体间隙距离不变时,介质厚度越宽,气体间隙的场强就越小。设计了耐高温螺旋接触式电极,并对其场强分布和放电特性进行了分析,研究结果表明:氧化铝陶瓷介电常数大、材质表面存在的“陷阱”能够储存电子并在电场反向时为放电提供种子电子,玻璃纤维的微米原丝间隙同样可以吸附电子,这些特性都有利于放电的发展。其次,提出了改进优化后的双螺旋接触式电极结构,研究了高温环境中辉光放电等离子体的生成情况,结果表明:相对于单螺旋电极,双螺旋接触式电极结构整体辉光放电面积更大,先缠绕的碳纤维电极被辉光放电完全覆盖,放电现象均匀稳定。双螺旋电极间的相互影响使得紧密布置下的最大电场强度有所提升,影响电场分布及电力线走向,更有利于放电的形成。随着温度的升高,电极放电现象变得更加均匀弥散,电极放电更加充分,暗区逐渐减少。这是由于高温环境会使分子和电子动能变大,更容易发生碰撞电离,高温环境也会让电子的空间扩散更加剧烈,有利于实现更大面积的辉光放电。最后,设计了实验室反应器平台,并对其设计结构和电场分布仿真以及反应器流体仿真进行了分析研究。得出结论:多电极的组合排列让电力线变得错综复杂,使得强场强区域分布更为均匀。反应器电极与气体污染物的主要反映区域为电极的正表面和两侧表面。漏斗型反应器可以减缓入口来的气体流速,减小风速或减小单个电极的直径,可以降低电极正后方流速的变小幅度及区域,以增大等离子体与污染物气体的反应接触面积。外电极的存在使得电极间气体流通更加紊乱,能够在电极间形成气流回旋,增加被处理的机会。