背景压强对电推进羽流场影响的数值模拟

作     者：翁惠焱 蔡国飙 郑鸿儒 刘立辉 张百一 贺碧蛟 WENG Huiyan;CAI Guobiao;ZHENG Hongru;LIU Lihui;ZHANG Baiyi;HE Bijiao

作者机构：北京航空航天大学宇航学院北京100083 北京航空航天大学航天器设计优化与动态模拟技术教育部重点实验室北京100083 长光卫星技术股份有限公司长春130000 

基　　金：国家自然科学基金(51977003) 

出 版 物：《北京航空航天大学学报》 (Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics)

年 卷 期：2022年第48卷第10期

页      码：1854-1862页

摘      要：真空舱内背景压强是电推力器地面试验过程中影响工作性能评估和羽流场参数诊断的重要参数。针对LIPS-200型离子推力器羽流场参数的数值仿真中采用的背景压强建立方法进行了仿真分析。仿真中采用混合粒子网格(PIC)方法和直接模拟蒙特卡罗(DSMC)方法处理羽流场中等离子体运动和粒子间碰撞,分别采用虚拟粒子和计算粒子建立压强的方式,对电推进羽流场进行了数值模拟,并与绝对真空环境进行对比分析。结果表明:背景压强的存在导致中性粒子和电荷交换离子数密度较绝对真空环境高1个量级以上。虚拟粒子可大幅提高计算效率,获得的流场中电荷交换离子分布与计算粒子结果相近,但中性粒子分布相差较大,虚拟粒子无法表征壁面及真空泵的影响。

主 题 词：电推进 羽流 背景压力 粒子网络-直接模拟蒙特卡罗(PIC-DSMC)方法 数值模拟 

学科分类：080703[080703] 08[工学] 082502[082502] 0807[工学-电子信息类] 0703[理学-化学类] 0714[0714] 0825[工学-环境科学与工程类] 0701[理学-数学类] 

核心收录：

D　O　I：10.13700/j.bh.1001-5965.2021.0039

馆 藏 号：203115460...