А. В. Морозов Московский авиационный институт, Москва, Россия

Вид материала

Документы

Подобный материал:

• В. А. Курнаев Московский инженерно-физический институт (государственный университет),, 27.18kb.
• Московский государственный авиационный институт (технический университет), 121.53kb.
• Московский авиационный институт (государственный технический университет), 297.3kb.
• Л. Т. Васильева 1, Д. О. Дунников 2, В. И. Мика 1 Московский энергетический институт, 133.09kb.
• Московский Государственный Авиационный Институт им. Серго Орджоникидзе (технический, 292.9kb.
• Московский Государственный Авиационный Институт (Технический Университет) реферат, 231.95kb.
• Институт Математического Моделирования ран, Москва, Россия, e-mail: zmitrenko@imamod, 11.3kb.
• Московский авиационный институт (государственный технический университет), 78.08kb.
• Московский Авиационный Институт, аспирант каф. «Экономика и менеджмент ниокр» г. Москва, 83.67kb.
• Ю. С. Барсуков 1, А. Ю. Окунев 2 1 Московский инженерно-физический институт (государственный, 29.25kb.

Численное моделирование ПОТОКА РАЗРЕЖЕННОЙ ПЛАЗМЫ, ИСТЕКАЮЩЕГО ИЗ ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО СОПЛА

М.В. Котельников, А.В. Морозов

Московский авиационный институт, Москва, Россия, tstatic@gmail.com

Проведено математическое моделирование потока квазинейтральной плазмы, истекающей из сопла плазменного двигателя, цилиндрической формы. В данном случае задача четырехмерная в фазовом пространстве и нестационарная. Исследовано влияние температуры и скорости струи, концентрации заряженных частиц и диаметра сопла на функцию распределения частиц в установившемся режиме и ее моменты.

Полная система уравнений в данном случае включает кинетические уравнения (уравнения Власова), дополненные уравнением Пуассона для самосогласованного электрического поля [1]. Истечение плазмы из сопла моделировалось путем решения данной системы уравнений при постановке соответствующих граничных условий для функции распределения заряженных частиц на его срезе. В качестве начального распределения было выбрано равновесное распределение Максвелла со сдвигом на величину направленной скорости потока плазмы, истекающей из сопла.

Моделировался переходный процесс от начального к установившемуся стационарному состоянию на заданной расчетной области. На каждом шаге по времени уравнение Пуассона решалось методом конечных разностей (FDM) с граничными условиями Дирихле и/или Неймана, а для решений уравнений Власова использовалась явная схема метода крупных частиц Ю.М. Давыдова, дополненная алгоритмом вычисления самосогласованного электрического поля на каждом временном шаге [1]. Расчет продолжался до установления стационарных значений параметров плазмы в струе и ее окрестности.

В результате расчетов были получены поля скоростей ионов и электронов, концентрации заряженных частиц и самосогласованных электрических полей при различных граничных условиях и различных значениях характерных параметров задачи. Полученные результаты совместно с экспериментальными данными [2] являются начальным этапом решения актуальной задачи электромагнитного управления направлением плазменного потока, истекающего из плазменного двигателя.

Литература

1. Котельников В.А., Ким В.П., Котельников М.В. Взаимодействие тел с потоками разреженной плазмы. М.: Изд-во МАИ, 2010, 186 с.
   
2. Кубарев Ю.В. Полеты на Марс, электрореактивные двигатели настоящего и будущего. Наука и технологии в промышленности, №2, 2006, с. 19-35.