同轴微阴极电弧推力器的粒子网格法数值模拟

摘要：

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0.02 T时,离子返流严重,磁感应强度0.05~0.30 T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.

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

所属期刊栏目：37

分类号：V439(推进系统（发动机、推进器）)

资助基金：国家自然科学基金11275021 , 11575019 , 11702021;民用航天项目

在线出版日期：2017-11-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：81-88