壁面材料對霍爾推力器離子徑向流動的影響研究.pdf

1、霍爾推力器是一種廣泛應(yīng)用的電推進(jìn)裝置。其結(jié)構(gòu)簡單但是物理過程卻十分復(fù)雜，目前對其通道之中的物理運行機(jī)制還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有被人們完全理解。壁面作為霍爾推力器重要部件之一，已經(jīng)被實驗證實其特性對霍爾推力器的性能產(chǎn)生了顯著的影響。但是實際上等離子體和壁面之間的相互作用機(jī)制并沒有被人們深入研究。
　　為了研究不同壁面材料對霍爾推力器的性能影響，本文首先建立了等離子體-壁面過渡模型用于分析不同參數(shù)對等離子體和壁面之間相互作用的影響。為了便于理論分析

2、，模型忽略了除壁面法向以外的其他所有方向等離子體的不均勻性。采用兩種模型分別實現(xiàn)模擬，分別為預(yù)鞘層鞘層模型和整體模型。預(yù)鞘層鞘層模型將過渡區(qū)域分為預(yù)鞘層和鞘層區(qū)域分別建模，通過邊界條件將兩個區(qū)域連接；整體模型則將過渡區(qū)域作為整體模擬。結(jié)果顯示兩種模型的計算結(jié)果一致。等離子體-壁面模型對等離子體和壁面之間的相互作用具有理論指導(dǎo)意義。
　　為了驗證等離子體-壁面模型的理論分析結(jié)果在霍爾推力器之中應(yīng)用的正確性并從實際的運行狀況對霍爾推力

3、器進(jìn)行性能分析，本文考慮軸向和徑向建立了霍爾推力器的二維模型，模型對霍爾推力器之中的預(yù)鞘層建模，將電子和離子都看作流體，并假設(shè)磁場僅有沿著徑向的分量，通過計算流體力學(xué)方法完成了平臺的搭建，最終采用牛頓迭代法獲得穩(wěn)態(tài)解。
　　通過等離子體-壁面模型分析不同壁面材料對等離子-壁面過渡區(qū)域的影響并考慮霍爾推力器的實際情況，分析得到預(yù)鞘層電勢降、鞘層電勢降以及離子的壁面流量都隨著二次電子出射系數(shù)的增加而減少。從此出發(fā)，通過計算和理論分析得