低温等离子体技术是一种在材料处理和医学治疗领域一项新兴的技术。但是传统的低温等离子体往往是在低气压下产生,这需要在真空环境下进行操作,较为复杂、繁琐,设备也相对昂贵,不适合工业化的大量生产,同时也限制了其应用。随着对低温等离子体研究的深入,大气压低温等离子体也叫大气压非平衡等离子体由于其具有以下优势:首先,可以在大气压下产生,投入成本低;其次,常压下可操作,所以对被处理物没有过高的要求,容易实现工业化的在线处理;最后,由于不需要操作真空环境,安全系数高。对于大气压下的介质阻挡放电,辉光放电只能在比较特殊的条件下产生（比如工作气体为氮气、惰性气体,或含有惰性气体的混合气体）,并难以获得和控制。而直流辉光放电在两个裸电极之间施加高电压可轻松产生均匀的等离子体,因此大气压直流辉光放电成为近些年低温等离子体领域的研究热点。为解决这一问题,现在的研究一般都是通过采取预电离的方式来提高放电的效率。但是,目前预电离作用下大气压直流辉光放电特性和机理尚不清楚,以及如何确保改进后的等离子体发生装置工作在最佳状况（即最佳工况,指在最低能耗下,获得体积最大,含有活性物种最多的等离子体射流,在此工况下,等离子体发生装置具有最高的工作效率）,并不明了。考虑到预电离对于等离子体应用的实用性,有必要对预电离作用下大气压直流辉光放电进行仿真模拟研究。开展大气压直流辉光放电特性与机理的研究有助于拓展探究直流辉光放电的新思路,并深入系统地了解不同预电离作用下气体放电的本质特征,更进一步完善了大气压直流辉光放电的基本理论和基本方法,为大气压直流辉光放电应用的多样性提供技术支撑。本文建立了大气压直流辉光放电的一维流体模型,并基于该模型计算给出了大气压直流辉光放电空间内的多项物理参数,探究不同预电离强度影响下大气压直流辉光放电的放电特性和机理。本文的研究内容分为以下两个部分:1.基于一维自洽流体模型,通过数值仿真模拟,理论研究了预电离对长间隙下大气压直流辉光放电的影响,对应本论文的第三章。设置未加入预电离的情况作为对照组,以及不同的预电离强度,计算得到放电空间中电子和离子的空间密度分布情况、电场的空间分布情况、空间电势的变化情况和放电两端电压、通过气隙的电流以及放电区域消耗功率的变化趋势。最后可以发现,预电离的加入提高了放电空间内正柱区的电子和离子数目,使阴极处的电场强度变低,阴极位降区的宽度变窄,正柱区的长度延长,放电区域消耗的功率相比之前也明显降低。2.基于一维自洽流体模型,通过数值仿真模拟,理论研究了预电离对短间隙下大气压直流辉光放电的影响,对应本论文的第四章。在未加入预电离的情况下,短间隙下的大气压辉光放电中正柱区已经消失,阳极区和阴极位降区连接在一起,在该情况下不能产生等离子体。在加入预电离强度之后,阴极位降区明显收窄,之前消失的正柱区再次出现。除此之外,预电离也可以提高短间隙下大气压直流辉光放电放电空间内的电子和离子数目,降低放电区域两端消耗的功率。