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碘工质射频离子推力器栅极系统束流特性仿真
文献摘要：
为分析碘工质射频离子推力器束流特性,应用粒子云网格算法(PIC),对碘工质射频离子推力器栅极系统进行三维数值仿真.碘工质电离产物中除了大量存在的I+,还包含少量I+2、I2+、I3+几种多价离子.对添加多价离子前后束流特性的仿真结果进行对比,得出该栅极系统离子空间分布、电势分布、离子相空间分布以及束流、束流发散角,并对变密度工况下束流大小进行统计.计算结果表明,程序能较好地模拟离子在栅极系统中的运动情况:添加多价离子后,等离子体悬浮电势有所上升,鞍点电势有所下降,但整体电势分布的变化幅度较小;添加多价离子后束流大小略有增加,束流发散角略有减小,通过理论分析可知仿真所得理论推力及理论比冲均有小幅度增加;放电室等离子体数密度增加到约2.4×1017m-3时,该栅极系统达到了束流引出的极限,后续增大等离子体密度引出束流不增反降.模拟结果可以为碘工质射频离子推力器栅极系统的设计提供参考.
文献关键词：
射频离子电推进;碘工质;栅极系统;PIC算法;束流特性
中图分类号：
作者姓名：
张元哲;韩先伟;杨振宇;鲁海峰;谭畅
作者机构：
西安航天动力研究所陕西省等离子体物理与应用技术重点实验室,西安 710100
文献出处：
引用格式：
[1]张元哲;韩先伟;杨振宇;鲁海峰;谭畅-.碘工质射频离子推力器栅极系统束流特性仿真)[J].中国空间科学技术,2022(06):115-124
A类：
射频离子推力器,栅极系统,I+2,I2+,I3+,1017m,射频离子电推进
B类：
碘工质,束流特性,云网,PIC,电离,多价,离子空间分布,电势,相空间,发散角,变密度,运动情况,鞍点,真所,比冲,小幅度,放电室,数密度,束流引出,等离子体密度
AB值：
0.160164
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