霍尔推力器内部等离子体流场数值分析

建立以宏观电中性、不同种类粒子间滑移流动为基本假设的一维多流体简化模型,构造了相应的数值计算方法,用于分析霍尔推力器(亦称稳态等离子体推力器,简称SPT)的加速器通道内部物理过程。在适当边界条件以及适当模型常数条件下,能够获得无论在定性还是定量上都与实际比较接近的收敛的稳态解。结果显示,电势降落集中在出口附近,离子加速过程与该电势降落一致;在通道前半段电离比较剧烈,而在出口附近趋于平缓,出口电离度接近80%;由于焦耳加热作用,电子从出口截面向阳极漂移过程中,其温度由初始的约10eV首先提升到接近60eV的峰值,该峰值出现在离出口约1/3通道长度位置上;随后,由于越来越多的能量损耗于电离过程,到阳极附近电子温度降至约25eV。受其中的一些假设所限,本模型不能反映一些特殊区域和某些比较重要的物理过程,同时能够收敛的条件也受到了限制。