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

1、電子傳導(dǎo)特性對(duì)穩(wěn)態(tài)等離子推進(jìn)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(shì)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(duì)SPT的影響定量化，易于總結(jié)變化規(guī)律，推進(jìn)理論研究。
　　為了研究電子傳導(dǎo)特性對(duì)SPT的影響，本文首先對(duì)電子傳導(dǎo)特性自身的影響因素進(jìn)行了分析，其中包括外加磁場(chǎng)對(duì)電子傳導(dǎo)特性的影響、壁面材料特性對(duì)電子傳導(dǎo)特性的影響以及離子流對(duì)壁面的沖擊

2、對(duì)電子傳導(dǎo)特性的影響。這些都是從SPT的實(shí)驗(yàn)中觀測(cè)到的現(xiàn)象里提取出來的影響因素，具有進(jìn)行研究的實(shí)際價(jià)值。
　　建立SPT數(shù)學(xué)模型及數(shù)值仿真平臺(tái)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(duì)模型中原子、離子以及電子的流體方程進(jìn)行了特征分析，利用計(jì)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(shí)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(tái)的搭建。

3、
　　在數(shù)值仿真平臺(tái)的基礎(chǔ)上，首先研究了不同磁場(chǎng)梯度下電子傳導(dǎo)特性的改變對(duì)SPT的影響。通過對(duì)計(jì)算結(jié)果的分析表明，磁場(chǎng)梯度越大，SPT通道內(nèi)的電勢(shì)分布具有更長(zhǎng)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(shí)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(duì)SPT的實(shí)際運(yùn)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(duì)