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电子回旋共振离子推力器放电室等离子体数值模拟

杨涓 石峰 杨铁链 孟志强

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电子回旋共振离子推力器放电室等离子体数值模拟

杨涓, 石峰, 杨铁链, 孟志强

Numerical simulation on the plasma field within discharge chamber of electron cyclotron resonance ion thruster

Yang Juan, Shi Feng, Yang Tie-Lian, Meng Zhi-Qiang
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  • 电子回旋共振离子推力器属于静电型推力器,具有寿命长、比冲高、结构简单、可靠性高等优点,适用于深空探测等长时间空间飞行任务.放电室是一个关键部件,其内部通过电子回旋共振产生等离子体.针对放电室内等离子体流场建立飘移-扩散近似模型,采用迎风格式有限差分法对该模型进行数值求解,得到了放电室内不同时刻的等离子体流场分布及其演化规律.数值模拟结果可以为推力器的设计和实验研究提供有用信息.
    The discharge chamber is a key component of electron cyclotron resonance ion thruster. The plasma inside it is generated through a electron cyclotron resonance process. The drift and diffusion model of plasma inside the discharge chamber for numerical simulation is developed in this paper. The time dependent parameters of plasma are obtained by solving this model with upwind difference scheme. The results can provide useful information for the design and also the experiment of electron cyclotron resonance ion thruster.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 11075128)资助的课题.
    [1]

    Kuninaka H, Nishiyama K, Funaki I 2007 J. Propul. Power 23 544

    [2]

    Nishiyama K, Funaki I, Kuninaka H 2007 J. Propul. Power 23 513

    [3]

    Ren Z X, Shen K M, Lü Q A 2002 Plasma Sci. Technol. 4 1545

    [4]

    Lü Q A, Ren Z X, Liang R Q, Cheng S Y 2001 Vac. Sci. Technol. 21 226 (in Chinese) [吕庆敖、任兆杏、梁荣庆、程绍玉 2001 真空科学与技术 21 226]

    [5]

    Zhao H W, Liu Z W, Zhang W, Zhang X Z, Yuan P, Guo X H, Zhang Z M, Wang Y F 2000 At. Ener. Sci. Techn. 34 282 (in Chinese) [赵红卫、刘占稳、张 汶、张雪珍、袁 平、郭晓虹、张子民、王义芳 2000 原子能科学与技术 34 282]

    [6]

    Sun X D 2008 M. S. Dissertation (Dalian:Dalian University of Technology) (in Chinese) [孙旭东 2008 硕士学位论文 (大连:大连理工大学)]

    [7]

    Su M D 1997 The Basis of Computational Fluid Dynamics (Beijing: Tsinghua University Press) p37 (in Chinese) [苏铭德 1997 计算流体力学基础 (北京: 清华大学出版社) 第37页]

  • [1]

    Kuninaka H, Nishiyama K, Funaki I 2007 J. Propul. Power 23 544

    [2]

    Nishiyama K, Funaki I, Kuninaka H 2007 J. Propul. Power 23 513

    [3]

    Ren Z X, Shen K M, Lü Q A 2002 Plasma Sci. Technol. 4 1545

    [4]

    Lü Q A, Ren Z X, Liang R Q, Cheng S Y 2001 Vac. Sci. Technol. 21 226 (in Chinese) [吕庆敖、任兆杏、梁荣庆、程绍玉 2001 真空科学与技术 21 226]

    [5]

    Zhao H W, Liu Z W, Zhang W, Zhang X Z, Yuan P, Guo X H, Zhang Z M, Wang Y F 2000 At. Ener. Sci. Techn. 34 282 (in Chinese) [赵红卫、刘占稳、张 汶、张雪珍、袁 平、郭晓虹、张子民、王义芳 2000 原子能科学与技术 34 282]

    [6]

    Sun X D 2008 M. S. Dissertation (Dalian:Dalian University of Technology) (in Chinese) [孙旭东 2008 硕士学位论文 (大连:大连理工大学)]

    [7]

    Su M D 1997 The Basis of Computational Fluid Dynamics (Beijing: Tsinghua University Press) p37 (in Chinese) [苏铭德 1997 计算流体力学基础 (北京: 清华大学出版社) 第37页]

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出版历程
  • 收稿日期:  2009-12-15
  • 修回日期:  2010-05-21
  • 刊出日期:  2010-06-05

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