脉冲等离子体推力器羽流数值模拟与实验研究--《国防科学技术大学》2008年硕士论文
脉冲等离子体推力器羽流数值模拟与实验研究
【摘要】：
脉冲等离子体推力器(Pulsed Plasma Thruster, PPT)作为一种极具竞争力的电推进系统,具有比冲高、功耗低、结构简单、重量轻、可靠性高等优点,可以广泛应用于微小卫星的姿态控制、位置保持、阻力补偿、卫星编队飞行等任务,是近年来微小卫星推进技术研究的热点和重要方向。
将PPT集成运用到航天器上需要掌握羽流特性与分布规律,评估羽流对航天器的潜在影响。本文使用一种混合算法对PPT羽流进行了模拟,以直接模拟蒙特卡罗(Direct Simulation Monte-Carlo,DSMC)方法模拟中性粒子的运动和碰撞,以粒子网格法(Particle-in-Cell,PIC)模拟离子的运动,将电子模拟为无质量流体。
模拟结果与实验结果比较表明,算法有效合理,能够用于对PPT羽流进行预测和分析。研究结果表明:放电过程中羽流不断膨胀加速,中性粒子以一个相对紧凑的气团膨胀,而离子在轴线方向上会出现两个有着不同运动速度的高密度区域;羽流场中存在大量由电荷交换碰撞产生的低速离子和高速的中性粒子;离子和中性粒子存在回流污染,受电场的影响,离子比中性粒子的膨胀区域大,而且离子的回流速度大于中性粒子的回流速度。
阐述了朗缪尔探针诊断的基本原理,讨论了使用朗缪尔单探针诊断PPT非稳态羽流的具体方法,设计了用于PPT羽流诊断的朗缪尔探针触发电路。使用四极杆质谱仪对PPT羽流的组成成分进行了分析测量,结果表明羽流中存在C、F、CF、CF2、CF3和CF4等推进剂烧蚀产物及羽流溅射物。采用高速摄影仪拍摄了PPT放电通道内的放电图像,对图像进行分析显示, PPT工作过程中存在滞后蒸发现象;正向电流放电阶段产生的推力大于电流反向后的推力;羽流中的离子偏向阴极喷出,推力器会产生一个指向阳极的推力分量。
【关键词】：
【学位授予单位】：国防科学技术大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2008【分类号】：V439【目录】：
ABSTRACT10-12
第一章 绪论12-21
1.1 研究背景与意义12-14
1.2 PPT 研究概述14-19
1.2.1 工作原理与特点14-15
1.2.2 发展历史与应用研究现状15-16
1.2.3 羽流研究进展16-19
1.3 本文主要研究内容19-21
第二章 DSMC/PIC 流体混合算法的基本原理21-38
2.1 引言21
2.2 DSMC 方法21-28
2.2.1 DSMC 方法概述21-22
2.2.2 DSMC 方法的计算流程22-24
2.2.3 DSMC 方法中碰撞的计算24-28
2.3 DSMC/PIC 流体混合算法28-37
2.3.1 PIC 方法概述28-29
2.3.2 PIC 方法的计算流程29-32
2.3.3 流体电子模型32
2.3.4 电势求解方法32-35
2.3.5 DSMC/PIC 流体混合算法的计算流程35-37
2.4 小结37-38
第三章 PPT 羽流的DSMC/PIC 流体混合算法数值模拟研究38-58
3.1 引言38-39
3.2 模拟条件39-42
3.2.1 模拟对象及区域39-40
3.2.2 边界条件40-42
3.2.3 计算输入参数42
3.3 模拟结果及分析42-56
3.3.1 与实验结果的比较42-44
3.3.2 结果分析及讨论44-56
3.4 小结56-58
第四章 PPT 羽流的实验研究58-77
4.1 引言58
4.2 朗缪尔探针诊断方法研究58-70
4.2.1 朗缪尔探针测量原理58-62
4.2.2 PPT 羽流的朗缪尔探针诊断方法62-64
4.2.3 朗缪尔探针触发电路设计64-70
4.3 羽流质谱分析70-72
4.4 高速摄影研究72-76
4.4.1 实验方法与结果72-74
4.4.2 结果分析74-76
4.5 小结76-77
结束语77-79
参考文献80-85
作者在学期间取得的学术成果85
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【引证文献】
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张琦;余永刚;宇文聪伶;;[J];弹道学报;2012年03期
【参考文献】
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陶孟仙;[J];佛山科学技术学院学报(自然科学版);2000年03期
张郁;[J];火箭推进;2005年02期
杨乐;李自然;尹乐;吴建军;周进;;[J];火箭推进;2006年02期
吴汉基;蒋远大;张志远;王鲁峰;;[J];火箭推进;2006年03期
张天平;唐福俊;田华兵;袁子;;[J];航天器环境工程;2007年02期
牛禄,王宏伟,杨威;[J];上海航天;2004年05期
毛根旺,韩先伟,杨涓,何洪庆;[J];推进技术;2000年05期
聂万胜,庄逢辰;[J];装备指挥技术学院学报;2003年01期
吴汉基;蒋远大;张宝明;张志远;;[J];中国航天;2006年04期
黄良甫;[J];真空与低温;2005年01期
【共引文献】
中国期刊全文数据库
;[J];Acta Mechanica S2011年05期
王惠霞;袁士伟;丁瑜;;[J];安全与环境学报;2007年06期
杨海威;赵阳;;[J];微纳电子技术;2006年05期
肖洪;吴丁毅;刘振侠;廉筱纯;;[J];兵工学报;2009年07期
侯凤龙;蔡国飙;;[J];北京航空航天大学学报;2007年12期
侯凤龙;蔡国飙;;[J];北京航空航天大学学报;2010年02期
蔡军;王立;吴平;尚晓航;;[J];北京科技大学学报;2006年05期
马高印;陈文元;崔峰;张卫平;王立奇;;[J];传感技术学报;2008年08期
宁伟;贾德昌;于达仁;;[J];材料科学与工艺;2009年03期
吴雄,陈伟芳,石于中;[J];导弹与航天运载技术;2003年03期
中国重要会议论文全文数据库
张海军;杨琴;;[A];第十三届全国非线性振动暨第十届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集[C];2011年
严伟;刘文正;李成柳;;[A];第十三届全国等离子体科学技术会议论文集[C];2007年
樊菁;蒋建政;吴晨曦;;[A];第一届高超声速科技学术会议论文集[C];2008年
李伟;曹文斌;潘沙;李桦;;[A];第十四届全国激波与激波管学术会议论文集（下册）[C];2010年
颜则东;张剑锋;柏树;杨生胜;;[A];第三届空间材料及其应用技术学术交流会论文集[C];2011年
龚景松;钟北京;侯凌云;宋耀祖;;[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第二届学术会议论文集[C];2005年
曾立;刘巍;;[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第六届学术年会暨863计划“深空探测与空间实验技术”重大项目学术研讨会论文集[C];2009年
侯凤龙;张建华;蔡国飙;;[A];中国宇航学会2005年固体火箭推进第22届年会论文集（发动机分册）[C];2005年
郝继刚;张育林;;[A];'2006系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2006年
王卫东;贾建援;;[A];第七届青年学术会议论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库
王海涛;[D];中国科学技术大学;2010年
马玉龙;[D];中国科学技术大学;2010年
朱平;[D];南京理工大学;2011年
孙丽波;[D];燕山大学;2011年
高有涛;[D];南京航空航天大学;2010年
段君毅;[D];上海交通大学;2011年
王功波;[D];国防科学技术大学;2011年
李杰;[D];哈尔滨工业大学;2011年
李桢;[D];国防科学技术大学;2011年
高芬;[D];华中科技大学;2011年
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韩波;[D];浙江大学;2010年
张成义;[D];浙江大学;2010年
党亚兵;[D];河南理工大学;2011年
马镝;[D];内蒙古大学;2011年
李亚山;[D];中北大学;2011年
王颖;[D];哈尔滨工业大学;2010年
闫旭;[D];哈尔滨工业大学;2010年
计京津;[D];上海交通大学;2011年
冯声源;[D];华中科技大学;2009年
李伟;[D];国防科学技术大学;2010年
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刘文正;贾凌云;孔飞;郝宇羽中;;[J];北京交通大学学报;2011年02期
赵文华,沈岩,田阔;[J];材料保护;2004年09期
张琦;余永刚;陆欣;刘东尧;;[J];弹道学报;2010年04期
兰宇丹;何立明;丁伟;杜宏亮;王峰;陈鑫;;[J];高电压技术;2010年11期
杨涓,何洪庆,毛根旺,魏坤,唐金兰,宋军,陈君;[J];推进技术;2004年03期
袁行球,李辉,赵太泽,俞国扬,郭文康,须平;[J];物理学报;2004年08期
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杨乐;[D];国防科学技术大学;2007年
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王英霞;[D];南京理工大学;2010年
聂奎;[D];南京理工大学;2010年
【二级参考文献】
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吴汉基;[J];电工电能新技术;1986年03期
毛根旺,何洪庆;[J];推进技术;1997年03期
毛根旺,韩先伟,杨涓,何洪庆;[J];推进技术;2000年05期
吴汉基,蒋远大,张志远;[J];推进技术;2003年05期
杨涓,何洪庆,毛根旺,史韶莉;[J];推进技术;1999年01期
张天平;;[J];真空与低温;2006年04期
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赵永学,张育林;[J];国防科技大学学报;2000年03期
刘青云,崔继嵩,张平;[J];推进技术;1993年06期
高洪菊,姜明理,倪照鹏;[J];消防科学与技术;2004年02期
程晓丽,王强,阎喜勤;[J];空气动力学学报;2004年01期
张人杰，袁理明;[J];中国科学技术大学学报;1995年04期
万音;[J];宇航学报;1992年02期
夏智勋,方丁酉,张为华,杨涛;[J];国防科技大学学报;1997年01期
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周生启;;[A];第八届全国实验流体力学学术会议论文集[C];2010年
陈茂林;毛根旺;杨涓;;[A];第十四届全国等离子体科学技术会议暨第五届中国电推进技术学术研讨会会议摘要集[C];2009年
刘波;金林;周文瑜;丁东涛;;[A];2005'全国微波毫米波会议论文集（第二册）[C];2006年
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王磊;高军;赵加宁;罗志文;;[A];全国暖通空调制冷2006年学术年会论文集[C];2006年
张建华;侯凤龙;李永亮;贺碧蛟;蔡国飙;;[A];中国宇航学会2005年固体火箭推进第22届年会论文集（发动机分册）[C];2005年
刘君;郭正;周松柏;;[A];计算流体力学研究进展——第十二届全国计算流体力学会议论文集[C];2004年
孟显;潘文霞;吴承康;;[A];第十四届全国等离子体科学技术会议暨第五届中国电推进技术学术研讨会会议摘要集[C];2009年
田东波;沈青;樊菁;;[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集（下）[C];2005年
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李凯;[N];新华每日电讯;2002年
毛磊;[N];大众科技报;2002年
李健敏;[N];农民日报;2004年
胡兵;[N];人民公安报·消防周刊;2009年
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沈岩;[D];清华大学;2004年
刘浩;[D];中国科学院研究生院（海洋研究所）;2005年
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