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题名同轴微阴极电弧推力器的粒子网格法数值模拟
被引量:4
- 1
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作者
熊子昌
耿金越
陈轩
王海兴
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机构
北京航空航天大学宇航学院
北京控制工程研究所
空间物理重点实验室
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出处
《中国空间科学技术》
EI
CSCD
北大核心
2017年第5期81-88,共8页
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基金
国家自然科学基金(11275021
11575019
+1 种基金
11702021)
民用航天项目(混合模式推进系统优化技术)
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文摘
采用粒子网格(Particle-In-Cell,PIC)方法对同轴微阴极电弧推力器(μCAT)工作过程进行了模拟研究,并应用自相似方法对模型进行简化,获得了推力器羽流区的电子数密度分布、离子数密度分布、电势分布及离子轴向平均速度,通过改变磁感应强度和位形分析磁场对推力器内等离子体运动特性及推力器性能的影响。计算结果表明,电子被外加磁场捕获约束在磁力线附近,低速离子与高速电子形成的双极扩散电场加速离子喷出;在相同流量情况下,磁感应强度0.02T时,离子返流严重,磁感应强度0.05~0.30T时,磁感应强度变化对速度影响较小;磁场位形对离子运动和推力器性能有较大影响,磁力线与轴线夹角较小时离子速度下降明显,夹角较大时离子返流严重。
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关键词
同轴微阴极电弧推力器
粒子网格法
自相似法
磁感应强度
磁场位形
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Keywords
co-axial micro-cathode arc thruster
particle-in-cell
self-similarity
magnetic flux density
magnetic field topology
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分类号
V439
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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题名微阴极电弧推力器研究进展
被引量:10
- 2
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作者
耿金越
熊子昌
龙军
沈岩
刘旭辉
陈君
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机构
北京控制工程研究所
北京航空航天大学宇航学院
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出处
《深空探测学报》
2017年第3期212-218,231,共8页
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基金
载人航天预研支持项目(050303)
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文摘
介绍一种适用于微纳卫星的新型微电推进方式——微阴极电弧推力器,其利用真空条件下放电电弧烧蚀阴极材料产生较高电离度的高速等离子体喷出产生推力,并利用外加磁场聚焦等离子体以减小羽流扩散角、提高比冲。总结了国外相关机构大量的研究工作,并实现了在轨验证。北京控制工程研究所及其研究团队已攻克了阴极工质均匀烧蚀、低电压放电击穿、磁场设计等关键技术,完成原理样机点火验证工作,并采用实验手段研究磁场对推力器影响;采用PIC/MCC方法开展数值仿真,获得推力器内部及羽流区相关参数分布,对其工作过程及工作机理开展研究,为工程应用奠定了基础。
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关键词
微阴极电弧推力器
研究进展
试验测试
数值仿真
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Keywords
micro cathode arc thruster
research progress
experimental measure
numerical simulation
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分类号
V439.4
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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