電子傳導(dǎo)特性對穩(wěn)態(tài)等離子推進器影響的數(shù)值模擬.pdf

1、電子傳導(dǎo)特性對穩(wěn)態(tài)等離子推進器（SPT）的工作狀態(tài)具有重要的影響，其中包括影響通道內(nèi)部電勢分布，電子能量分布以及原子的電離與離子的加速，從而影響SPT的積分性能參數(shù)。利用數(shù)值模擬的方法將電子傳導(dǎo)特性對SPT的影響定量化，易于總結(jié)變化規(guī)律，推進理論研究。
　　為了研究電子傳導(dǎo)特性對SPT的影響，本文首先對電子傳導(dǎo)特性自身的影響因素進行了分析，其中包括外加磁場對電子傳導(dǎo)特性的影響、壁面材料特性對電子傳導(dǎo)特性的影響以及離子流對壁面的沖擊

2、對電子傳導(dǎo)特性的影響。這些都是從SPT的實驗中觀測到的現(xiàn)象里提取出來的影響因素，具有進行研究的實際價值。
　　建立SPT數(shù)學(xué)模型及數(shù)值仿真平臺是開展研究工作的必要條件。本文考慮到在SPT中電子能量分布的各向異性，采用了考慮雙電子溫度的一維瞬態(tài)流體模型。對模型中原子、離子以及電子的流體方程進行了特征分析，利用計算流體力學(xué)的理論建立了每組方程的數(shù)值求解算法，最終使用時間逼近的遞推求解方法求出數(shù)學(xué)模型的穩(wěn)態(tài)解，完成了數(shù)值仿真平臺的搭建。

3、
　　在數(shù)值仿真平臺的基礎(chǔ)上，首先研究了不同磁場梯度下電子傳導(dǎo)特性的改變對SPT的影響。通過對計算結(jié)果的分析表明，磁場梯度越大，SPT通道內(nèi)的電勢分布具有更長的緩變區(qū)間與更短的驟變區(qū)間，有利于提高通道內(nèi)電子能量，增加工質(zhì)利用率；同時能夠縮短電離區(qū)間，使得產(chǎn)生的離子被加速之后具有更加集中的能量分布，提高了SPT的整體性能指標(biāo)。
　　針對SPT的實際運行工況，分別考慮了壁面材料特性和離子流沖擊壁面兩種影響因素下近壁傳導(dǎo)特性改變對