准中性等离子体模拟中的两种渐近保持PIC算法研究

针对准中性无碰撞等离子体的Vlasov方程及与其相耦合的求解电势的Poisson方程所组成的Vlasov-Poisson系统,提出了两种渐近保持PIC算法,并将其运用到一维周期性波动等离子体模型上。与传统PIC算法相比较,两种渐近保持PIC算法解决了Vlasov-Poisson系统多尺度参数中的小量束缚问题,时间和空间步长的选取可以克服传统粒子模型中等离子体周期及德拜长度的限制,且模拟结果稳定正确,大大提高了计算效率。     

Character Diagnosis for Surface-Wave Plasmas Excited by Surface Plasmon Polaritons

The plasma parameters of planar-type surface-wave plasmas (SWPs) are diagnosed based on the resonant excitation of surface plasmon polaritons (SPPs).The plasma parameter distributions are obtained by changing the discharge conditions of gas pressure and incident power.The measured experimental results show that the plasma near the heating layer is excited by surface waves of SPPs while the plasma located downstream originates from diffusion Moreover,the influence of high-frequency oscillations plays a significant role in producing the proposed SWPs with bi-Maxwellian electron energy distributions.     

水工质微波电火箭能量吸收转换机理分析

对水工质微波等离子推力器,用微波击穿气体放电产生等离子体的条件,通过数值计算预估了其点火的可行性;通过等离子体流动方程分析了其从点火到稳定工作的能量吸收形式;从输入和吸收微波功率的角度,分析了提高能量吸收效率可能的途径。结果表明,水工质MPT的点火启动并不特别困难;从点火到稳定工作,能量吸收从场致电离、碰撞电离转变为热电离、碰撞电离和场致电离;扩大等离子体区是提高能量吸收效率的有效途径。     

流固耦合作用下某双层结构燃料贮箱动力学特性分析

为了研究某姿控发动机双层结构燃料贮箱在升空过程中振动冲击对贮箱的影响,利用流固耦合理论对空载和充液两种条件下的贮箱进行了模态分析、频率响应分析和冲击响应分析。计算出了两种条件下贮箱的模态频率、模态振型;获得了两种条件下贮箱的频率响应特性;得到了两种条件下贮箱冲击响应曲线。     

微阴极电弧推力器放电特性研究

相对于大型卫星, 微纳卫星具有模块化、发射灵活、可编队飞行等特点。微阴极电弧推力器 (μ-CAT) 是一种适用于微纳卫星的推进装置, 具有体积小、质量轻、功耗小等特点。本文分析了μ-CAT的工作原理, 对推力器结构进行了设计, 并利用高真空电推进实验平台, 完成了对推力器放电特性实验装置的搭建。在高真空条件下对μ-CAT进行了点火试验, 测试了推力器放电时的伏安特性曲线, 分析了单脉冲周期的电压电流变化规律。随后分别在有无外加磁场的条件下, 采用法拉第探针测量了μ-CAT等离子体离子电流空间分布情况, 实验结果表明磁场具有减小等离子体羽流发散角的作用。研究工作可为后续推力器放电参数优化设计和羽流测量工作提供理论指导。     

离子推力器三栅极系统的3维PIC仿真

为优化离子推力器中栅极系统设计,采用三维粒子云网格(PIC)仿真方法对三栅极系统等离子体输运过程进行了仿真,并与两栅极仿真结果进行对比,分析了三栅极特有的减速栅对栅极系统内束流分布、电子返流阀值、截止电流和交叉电流阀值、离子通过率和发散角损失等参数的影响。研究结果表明减速栅的主要作用包括:对离子通过率无影响,对截止电流影响不明显,但可大幅减弱甚至消除交叉电流限制问题;对加速栅腐蚀有明显的抑制作用,工作区间内的加速栅电流降低50%;增强了下游区域的径向电场,部分离子会偏离主束流区域,导致发散角损失增大;可改善加速栅孔附近电势分布,对电子返流阀值影响明显,对于1~4 A的束电流,仅需-60~-50 V的负偏压便可实现对电子返流的抑制。     

环型离子推力器放电室参数对推力器性能的影响

环型离子推力器放电室参数对其推力和比冲等具有显著影响.利用基于混合宏粒子(Hybrid-PIC)解耦迭代算法,对环型离子推力器稳态放电过程进行了三维仿真模拟,发现放电室参数对推力器的推力、比冲、放电损耗、电离率以及放电室出口处离子分布均匀性均会产生影响.研究结果表明,增大环型离子推力器阴极长度,会使原初电子和等离子体在...     

自动闭门组合铰链设计

针对目前主流的闭门器存在的问题,提出一种集门停、自动闭门、缓冲调速等功能为一体的自动闭门组合铰链。在设计自动闭门组合铰链基本结构的基础上,分析了它的工作原理,建立了自动闭门组合铰链与门组成的系统的物理模型和运动微分方程。为了使组合铰链运转平稳和速度可调,采用张力与速度调节机构分离的设计方法。这种方法使阻尼分支具有较大的空间容纳单向阀阀芯,增加单向阀的行程,进而提高速度调节的灵敏度,还能减少因弹簧储能和摩擦产生的热传递,降低液压阻尼机构的温度变化,提高自动闭门铰链的稳定性。文章对新型高性能闭门器的研究具有一定实用意义。     

法国等离子体推进技术的研究与发展

回顾了法国等离子体推进技术的发展历程,概述了法国等离子体推力器的型号种类,介绍了法国霍尔推力器的研究进展与现状、工程计划及飞行应用。应用领域主要包括地球同步轨道通信卫星的位置保持和轨道提升以及作为深空探测的主推进。根据法国等离子体推进技术的研究与发展,提出了国内等离子体推进的研究方向和发展思路。