中文摘要：

我国超、特高压输电工程建设亟需空气间隙放电理论的支撑。流注放电作为长间隙放电的起始阶段，是间隙放电研究的重要内容与切入点。仅靠现有实验手段与实验结果无法构建流注放电的完整物理图像，使数学建模与仿真，成为研究流注放电的重要方法。现有流注仿真算法有三个尚未解决的问题未注意到全电流定律导致的流注仿真算法的匹配问题；不能严格保证求得的粒子密度非负；不能在非结构网格上实现光电离模型的准确、快速求解。本课题首先研究算法匹配条件。然后提出一种满足算法匹配条件的新算法，并从数学上严格证明该算法既继承现有算法优点，又可保证粒子密度非负。同时，探索适用于非结构网格的光电离模型的准确、快速计算方法。然后，通过实验验证仿真结果的正确性。最后，用上述仿真工具，在准确考虑光电离的前提下，在不同的电极、气体成分、气候条件等工况下，研究流注放电的微观特征。本课题的研究，将推动流注仿真的发展和气体放电理论的进步。