Kaufman型离子推力器等离子体的模拟研究及束流延拓计算

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zmjmengm1988
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着科技的进步与发展,电推进在卫星通信和航天领域愈加成熟。而Kaufman型离子推力器是目前应用比较广泛的离子推力器,这主要是由于其效率与比冲比较高。但随着推力器的更新换代,尺寸和电流电压等参数的变化,出现了许多新的问题并亟需解决。目前对推力器的研究方法主要包括实验与数值模拟仿真,由于实验费用高,耗时长,不易操作,并且无法对推力器得到宏观整体的认识。而数值模拟方法经济实用,适用性强,并且计算速度较快,可以对推力器及卫星整体得到更深入的认识,使其在Kaufman离子推力器的研发中被广泛使用。推力器的羽流主要是由电离产生的束流离子、电子、推进工质原子、CEX离子构成。羽流中的Mo+CEX离子在电场的影响下附着在卫星表面与太阳能帆板上,是太阳能帆板被腐蚀的主要原因之一,因此研究其运动规律,计算沉积厚度及沉积率才能更好的保障卫星部件的使用寿命,而CEX离子由束流离子与推进工质原子之间相互冲击而产生,因此研究推力器引出羽流场的分布是本课题数值模拟的关键所在。针对推力器放电室中等离子体运动规律,在基于PIC-MCC算法求解放电室控制方程的解耦迭代算法中加入求解离子速度的方程,得到放电室内离子速度分布及栅极出口处离子速度分布,观测其边缘效应。根据放电室三维仿真模型得到短距离单孔束流分布,通过对其进行不断地翻转拼接得到具有几万个孔的正六边形平面栅极束流分布以及圆形弧面栅极束流分布,并对得出的束流模型进行延拓,由原来的0.01m延拓到5m束流模型。使用拼接延拓后的束流模型,对510所自主研发的Kaufman型离子推力器(LIPS-100)进行模拟计算分析,得到卫星周围的电场分布及等离子密度分布,从而得到卫星及太阳帆板表面CEX离子沉积率,与解析法束流模型进行比较,分析卫星的各个工作状况时的腐蚀情况,从而对卫星表面及太阳能帆板的保护与研究提出指导意见,为接下来Kaufman型离子推力器及卫星结构的设计提供了一定的参考。
其他文献
目前,国内骨关节病患者已接近1亿人,造成很大的社会负担。关节置换手术能够治疗骨关节疾病。但人工关节置换手术由于精度等问题给病人带来了术后痛苦。为了提高手术精度和减轻医生的负担,人们将机器人的精准控制和医生的智能结合起来,开展了膝关节置换手术机器人技术研究。人机交互控制的柔顺性是关节置换手术机器人的重要问题,直接决定了机器人的易用性,是目前的研究热点。本文旨在通过对关节置换机器人的人机交互控制方法研
学位
在智能手机普及化的现代生活中,作为手机外屏材料的盖板玻璃与时俱进,随着便携式手机的发展,盖板玻璃也向着轻薄化发展。随着超薄盖板玻璃(UTG,Ultron Thin Glass)的研制,其厚度尺寸上的革命性的减薄使对其力学性能的研究走向空白,本课题从超薄盖板玻璃的抗冲击性能入手,旨在完善其在冲击作用下的失效分析与抗冲击性能评价。本课题从经典接触力学与材料力学角度出发,首先分析了在落笔冲击载荷下发生的
学位
目的:通过抑郁症及焦虑症患者唾液皮质醇浓度与牙周病之间的关系研究,探究抑郁症及焦虑症患者唾液皮质醇浓度与牙周健康之间的关系。方法:收集2021年3月至2021年6月期间就诊就诊于安徽医科大学附属巢湖医院精神科的抑郁症及焦虑症患者100例,其中罹患牙周病患者48例,为实验组;无牙周病患者52例,为对照组;使用特定一次性唾液采集器采集两组研究对象每人混合唾液2ml,使用酶联免疫吸附并测定样本中唾液皮质
学位
目的本研究通过临床中应用FESS手术合并鼻窦药物支架的治疗方式,观察并分析它对CRS合并AR病人的治疗效果。方法选择来自安徽医科大学附属巢湖医院耳鼻咽喉-头颈外科2019.12-2021.06期间住院行鼻内镜手术治疗的70名CRS合并AR病人,随机分为支架组35例,对照组35例,支架组行FESS合并植入鼻窦药物支架的治疗,对照组行FESS的治疗,由同一医生主刀,进行相同术后治疗,所有患者均在术前拍
学位
目的1.探讨睡眠呼吸障碍的危险因素;2.分析睡眠呼吸障碍可能导致的不良母婴结局。方法1.从2020年8月-2021年3月在安徽医科大学附属巢湖医院产科门诊产检的孕妇中随机收集了88名孕妇信息,根据纳入标准,得到有效资料84份,根据有无鼾症分为鼾症组、正常组,对孕妇情况给予改良柏林问卷调查评分,将鼾症组分为低危OSA组和高危OSA组;到终止妊娠时,由于孕妇信息不完整,最终能拥有完整信息的资料69份,
学位
随着中国老龄化程度加深,老年人代步车需求逐渐攀升。为了保障市民骑行出行的交通安全,提供便利的出行体验,本文基于可自主跟随的折叠代步机器人,将出行工具与行为识别技术相结合,设计了一款基于面部特征的危险骑行状态识别系统(RobCare)。它能依据人脸信息为用户提供危险状态预警功能,对用户在骑行过程中发生瞌睡、眩晕、休克或注意力不集中等异常情况进行示警。首先,为了适应室外骑行场景下的复杂背景,本文提出了
学位
目的调查PG患者病耻感现状,分析社会人口学特征和疾病资料、主观睡眠质量、抑郁状况、疼痛水平和视觉相关性生活质量对病耻感产生发展的影响,为今后医务人员采取切实可行的护理措施提供理论依据。方法选取2020年11月~2021年8月在合肥市某三甲医院眼科门诊和病房的87例PG患者和健康体检中心的87例健康人群。收集所有研究对象的一般资料,其中包括年龄、性别、文化程度、病程等,分别采用慢性疾病病耻感量表(S
学位
随着我国人口老龄化程度进一步加深,脊柱患病率明显增长。治疗脊柱疾病的一种重要方法是椎板切除,椎板切除手术机器人逐渐被引进临床。但是椎板切除手术机器人自动控制系统普遍存在术中骨层感知能力低、对脊柱运动自适应性能力差、难以控制铣削余量的问题。为了解决这些问题,提出了基于视频图像的铣削过程骨层感知方法,构建了脊柱运动预测模型,提出了一种适合椎板切除手术机器人的人机共享控制方法。针对椎板切除手术机器人术中
学位
心室辅助设备为晚期心衰病人提供了一种除心脏移植以外其他的治疗手段,然而术后并发症,比如感染,出血、血栓和溶血等的发生,仍然阻碍着心室辅助设备的继续发展和扩大应用。其中血液泵中溶血和血栓等血液兼容性问题是心室辅助装置能否安全广泛的应用于临床的关键因素,血液泵的血液兼容性问题具有重要的科研和应用价值。本文应用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)仿真技术,使
学位
背景及目的:随着中国经济文化的发展,乳腺癌已经逐渐变成主要影响我国女性身体健康的恶性肿瘤之一。在乳腺癌的众多亚型中,三阴性乳腺癌(Triple negative breast cancer,TNBC)因为其容易转移,且易于侵袭的特性,被认为是恶性程度最高、并且预后相对较差的乳腺癌亚型。而三阴性乳腺癌则因为缺乏特定的小分子靶点,靶向治疗、内分泌治疗等方法均无明显效果。在乳腺癌进展中,乳腺组织周围包裹
学位