中文摘要：

针对等离子体融蚀断路开关，建立描述等离子体状态在电流传导阶段的变化的二维磁流体动力学模型，研究注入等离子体参数、阴极材料的电子发射特性、预脉冲电流的特性等对阴极鞘层的形成和开关融蚀断路过程的影响；研究磁场在等离子体和阴极鞘层区的快速穿透过程；研究等离子体中电子的温度变化；编制模拟二维磁流体动力学过程的计算机程序。该项目的研究可以为优化等离子体断路开关的实验参数、实现电压和功率倍增以及预脉冲压缩提供理论依据。

结论摘要：

本项目采用二维磁流体动力学方法研究了等离子体断路开关在电流导通阶段的物理特性。对于长导通等离子体断路开关（导通时间在微秒量级），我们利用单流体力学方程组、能量平衡方程及广义欧姆定律，模拟了磁场的快速穿透过程，以及磁场穿透对等离子体密度、温度的影响。结果表明在高密度等离子体断路开关中，磁场穿透主要是由于对流和扩散效应决定的，而且磁场的快速穿透可以在等离子体中产生一个很强的冲击波，它对等离子体的密度和温度变化产生很大的影响；在低密度等离子体断路开关中，磁场穿透主要是由Hall效应引起。对于短导通等离子体断路开关（导通时间在几时纳秒），我们采用多流体动力学方程及麦克斯韦方程组，研究了由电子、质子及碳离子组成的多成份等离子体中的电荷分离现象及磁场过程。该项目的研究可以为优化等离子体断路开关的实验参数提供理论依据。