近年来，低温等离子体由于其活跃且丰富的物理化学性能以及在薄膜生长、生物医学、和废气处理等方面的应用潜力，成为了气体放电领域的研究热点之一。其中，介质阻挡放电（Dielectric-barrier discharge, DBD）由于结构简单，操作方便，价格低廉等优点是产生低温非平衡等离子体最为常用的一种方式。
传统DBD的电极结构为两个平行的平板电极，因此等离子体只能在两平行平板电极之间产生。由于等离子体空间的限制，传统DBD在对不规则样品进行表面处理时效果并不理想。而共面DBD在很大程度上，可以避免上述问题。对于类辉光共面DBD，目前的研究主要集中于表面电荷和空间粒子的时空特征。由于实验检测方法的限制，放电空间中电子、离子、电场和表面电荷的时空分布，并不能被很好的表征和了解。因此，共面DBD的整体放电特性目前尚不清楚，这阻碍了共面类辉光DBD在各领域中的高效应用。
基于以上问题，本论文设计出一种同轴共面DBD的电极结构，用于在大气压气体中产生弥散等离子体。圆盘电极和环形电极嵌入在同一介质层中。这种放电装置可以在静止气体中工作，并在更广阔的空间内产生等离子体。本文对其开展了常压氦气条件下的仿真模拟研究，主要分析和讨论了电子密度、离子密度、电场、表面电荷密度的时空演化，并详细地研究了电流峰值和电流峰谷时的放电模式以及它们的相互转化。该研究工作为同轴共面DBD获得均匀弥散等离子体的参数调控提供理论依据，也为共面DBD在实际中的高效应用提供技术支撑。本论文的研究内容分为以下两个部分：
1）采用自洽二维轴对称流体模型，数值模拟研究了常压氦气特定电压下同轴共面DBD的特性。发现由于电极的不对称结构，放电的电流波形也展现出不对称的特性。同时给出的放电过程中的电子密度、离子密度、以及电场的空间分布和演变情况表明，无论是正半周期还是负半周期，放电都是从类Townsend模式经过类辉光模式，再回到类Townsend模式。此外，在正半周期的两个电流峰值时刻，瞬时阴极内外边缘附近交替存在的较高的电子密度分布，该现象揭示了激活-抑制效应（activator-inhibitor effect）是发生互补放电的重要原因。
2）采用自洽二维轴对称流体模型，数值模拟研究了电压幅值对同轴共面DBD放电行为的影响。将不同电压幅值时的模拟结果进行对比研究发现，电压增加使得电流脉冲数增多，第一次击穿时间也随之提前；当放电电流脉冲为3时，由于激活-抑制效应，第三次放电位置发生在前两次之间。电子密度、离子密度以及电场的空间分布情况进一步表明，随着电压的增加，带电粒子以及电场的分布更加均匀，并且在电压幅值从1200 V增加到2800 V时，放电空间中带电粒子数密度峰值增加了1.5倍；同时揭示了较低电压时放电互补现象的消失是由于第一次放电后电场较弱，空间电荷较少，不能引起第二次放电的发生。