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基于PIC方法的离子发动机光学系统粒子模拟

刘畅 汤海滨 顾佐 江豪城

刘畅, 汤海滨, 顾佐, 等 . 基于PIC方法的离子发动机光学系统粒子模拟[J]. 北京航空航天大学学报, 2006, 32(04): 382-386.
引用本文: 刘畅, 汤海滨, 顾佐, 等 . 基于PIC方法的离子发动机光学系统粒子模拟[J]. 北京航空航天大学学报, 2006, 32(04): 382-386.
Liu Chang, Tang Haibin, Gu Zuo, et al. Particle simulation of ion thruster optical system based on PIC method[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2006, 32(04): 382-386. (in Chinese)
Citation: Liu Chang, Tang Haibin, Gu Zuo, et al. Particle simulation of ion thruster optical system based on PIC method[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2006, 32(04): 382-386. (in Chinese)

基于PIC方法的离子发动机光学系统粒子模拟

基金项目: 国家自然科学基金资助项目(50306001)
详细信息
  • 中图分类号: V 439

Particle simulation of ion thruster optical system based on PIC method

  • 摘要: 采用单元内粒子(PIC, Particle-In-Cell)方法对离子发动机光学系统进行了等离子体粒子模拟.PIC方法可有效地对等离子体进行粒子模拟,其中电场求解采用SOR(Successive Over Relaxation)方法,离子加速方法采用蛙跳格式.推进剂采用氙,模拟粒子为单核离子.模拟得到了栅极间电势分布、电场强度分布及栅极间氙离子数密度分布.计算结果表明,在所取的光学系统电压参数和几何参数下,粒子束能够顺利通过栅极孔,不会撞击到栅极孔壁上.粒子模拟为今后开展离子发动机光学系统腐蚀机理分析及寿命评估提供了有效的数值方法.

     

  • [1] Okawa Y. Numerical analysis of ion beam extraction phenomena in an ion thruster . International Electric Propulsion Conference . Pasadena, California,2001 [2] Inanaga Y, Ozaki T. Particle simulation for ion thruster grid design . International Electric Propulsion Conference . Pasadena, California, 2001 [3] Wang J, Polk J, Brophy J, \%et al\%. Three-dimensional particle simulations of ion-optics plasma flow and grid erosion[J]. Journal of Propulsion and Power,2003,19(6):1192~1199 [4] Wang J, Anderson J, Polk J. Three-dimensional particle simulations of ion optics plasma flow . AIAA 98-3799,1998 [5] Birdsall C K, Langdon A B. Plasma physics via computer simulation[M]. New York:McGraw-Hill, 1985 [6] 菅井秀郎. 等离子体电子工程学[M]. 北京:科学出版社,2002 Jianjing Xiulang. Plasma electric engineering[M]. Beijing:Science Press,2002(in Chinese) [7] Aston G, Kaufman H R, Wilbur P J. Ion beam divergence characteristics of two-grid accelerator systems[J]. AIAA Journal, 1978,16(5)516~524
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出版历程
  • 收稿日期:  2005-03-14
  • 网络出版日期:  2006-04-30

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