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离子发动机栅极系统电子回流数值模拟
  • ISSN号:1000-8055
  • 期刊名称:《航空动力学报》
  • 时间:0
  • 分类:V439[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程;航空宇航科学技术]
  • 作者机构:[1]北京航空航天大学宇航学院,北京100191, [2]兰州物理研究所,兰州730000
  • 相关基金:真空低温技术与物理国家级重点实验室基金(9140C5504020704);国家自然科学基金(10805004)
中文摘要:

以离子发动机栅极系统为研究对象,基于网格质点法(PIC),建立了二维数值计算模型.利用模型能够较好地模拟离子在栅极系统中的运动,得到栅极系统周围的电势分布以及离子和电子的密度分布等.进一步的计算结果表明,在几何参数一定的条件下,加速栅极电压以及加速栅极孔径对加速栅极下游的电子密度分布有重要的影响.选取合适的加速栅极电压和孔半径,可以阻止电子回流的产生,使离子发动机获得较佳的性能.

英文摘要:

Based on particle-in-cell method, a two-dimensional numerical model has been developed to investigate the ion beam extraction phenomena through the optics system of ion thruster. According to the calculation results, the distribution of electric potential between screen grid and accelerator grid, the ion and electron spatial distribution were obtained for various accelerator voltages and accelerator grid radii. The simulation results show good agreement with the experimental data. The results indicate that the accelerator voltage and the accelerator radius have great influences on electron backstreaming. Electron backstreaming happens when the absolute value of accelerator voltage is more negative. The electrons move downstream with the decrease of accelerator voltage. Moreover, electron backstreaming occurs with the enlargement of accelerator radius. Under moderate accelerator voltage and accelerator radius, the electron backstreaming will not happen, and the ion thruster will reach its better performance.

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期刊信息
  • 《航空动力学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科协
  • 主办单位:中国航空学会
  • 主编:陶智
  • 地址:北京市海淀区学院路37号
  • 邮编:100191
  • 邮箱:JAP@buaa.edu.cn
  • 电话:010-82317410
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-8055
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2297/V
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),波兰哥白尼索引,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:13986