无拖曳控制是空间引力波探测的关键技术,主要由微型推力器完成。微型电子回旋共振离子推力器(ECRIT)体积小、推力可调,可用于空间引力波的无拖曳控制。基于三维PIC数值模拟方法计算微型2 cm ECRIT的推力控制范围,分析其用于无拖曳控制...无拖曳控制是空间引力波探测的关键技术,主要由微型推力器完成。微型电子回旋共振离子推力器(ECRIT)体积小、推力可调,可用于空间引力波的无拖曳控制。基于三维PIC数值模拟方法计算微型2 cm ECRIT的推力控制范围,分析其用于无拖曳控制系统的可行性。首先计算不同栅极孔径下的推力性能和栅极聚焦特性,获得合理栅极结构,再计算栅极电压、栅极前离子密度对推力器性能的影响,获得满足无拖曳控制要求的推力器性能参数范围。结果表明:减小栅极孔径能降低推力,但同时影响栅极聚焦效果;调节栅极前离子密度可大范围调节推力;在给定的栅极结构和栅前离子密度下,存在合适的栅极加速电压区间保证离子的良好聚焦。综合考虑推力性能和栅极聚焦特性,选择屏栅孔径0.6 mm、加速栅孔径0.34 mm的栅极,当栅极前离子密度分别为1×1017,0.7×1017,0.4×1017,0.2×1017 m-3时,通过调节加速电压,可实现5.05~141.44μN的推力调节。此研究将为分析ECRIT应用于引力波探测的可行性奠定基础。展开更多
通过使用数值模拟和实验相结合的方法研究圆柱形霍尔等离子体推进器。应用蒙特卡洛方法和Particle In Cell(PIC)方法对放电通道内等离子体碰撞和行为进行模拟。建立圆柱形霍尔推进器的物理和数值模型;通过对放电和加速区等离子体的产生...通过使用数值模拟和实验相结合的方法研究圆柱形霍尔等离子体推进器。应用蒙特卡洛方法和Particle In Cell(PIC)方法对放电通道内等离子体碰撞和行为进行模拟。建立圆柱形霍尔推进器的物理和数值模型;通过对放电和加速区等离子体的产生和输运进行模拟,掌握了等离子体放电和加速机理以及内磁极的刻蚀情况。结果表明:随着电压的升高,内磁极刻蚀较为严重;推进器内部离子能量值约为放电电压值的50%左右。同时通过实验方法测定不同放电电压情况下推进器的放电性能。展开更多
文摘通过使用数值模拟和实验相结合的方法研究圆柱形霍尔等离子体推进器。应用蒙特卡洛方法和Particle In Cell(PIC)方法对放电通道内等离子体碰撞和行为进行模拟。建立圆柱形霍尔推进器的物理和数值模型;通过对放电和加速区等离子体的产生和输运进行模拟,掌握了等离子体放电和加速机理以及内磁极的刻蚀情况。结果表明:随着电压的升高,内磁极刻蚀较为严重;推进器内部离子能量值约为放电电压值的50%左右。同时通过实验方法测定不同放电电压情况下推进器的放电性能。
