离子推力器羽流特性的粒子模拟

采用粒子网格单元和蒙特卡罗碰撞方法,建立了离子推力器羽流场的2维轴对称模型,对其特性进行了数值模拟,并将模拟结果与实验测量数据进行了对比分析。研究结果表明:数值模拟结果与实验测量值基本一致,模型可以很好地评估离子推力器的羽流特性;返流区离子数密度达到1014m-3量级,会对航天器表面产生污染;背压对束流区域外电荷交换离子影响较为显著,不可忽略。

霍尔效应推力器羽流的PIC/MCC模拟(英文)

采用粒子网格单元与蒙特卡洛碰撞相结合的方法，建立霍尔效应推力器羽流的二维轴对称模型。模型中电子作为流体处理且服从等熵假设，离子（Xe＋和Xe2＋）采用粒子描述，中性原子为背景气体。自洽电势通过求解非准中性、线性化Poisson方程获得。模拟结果与实验数据相比较表明，模型能够可靠预估羽流的物理特性；粒子入射发散角为30°-40°时模拟结果与实验数据吻合较好；倒流区离子数密度可达10^14m^-3，会对飞行器表面造成损害；且等离子体密度和电子温度沿轴线方向衰减很快。