国家自然科学基金(51276147)
- 作品数：4 被引量：25H指数：3
- 相关作者：毛根旺陈茂林夏广庆于洋徐宗琦更多>>
- 相关机构：西北工业大学大连理工大学哈尔滨工业大学更多>>
- 发文基金：西北工业大学基础研究基金国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金更多>>
- 相关领域：航空宇航科学技术理学更多>>
- 多模式离子推力器栅极系统三维粒子模拟仿真被引量：17
- 2014年
- 栅极系统是离子推力器推力产生的主要部件,推力器的性能和寿命都与栅极系统密切相关.对于具有多种工作模态的离子推力器,基于电流电压入口的仿真可以有效评估推力器的工作状况.采用三维粒子模拟方法对两栅极系统等离子体输运过程进行了仿真,获得了不同模式下的推力器性能参数,对比NSTAR的在轨测试参数,验证了模型的正确性;分析了工作模式变化对栅极区域电场分布和束流状态的影响以及离子推力器多模式设计需求.分析结果表明:远离栅极系统的外凸型屏栅鞘层和内凹型零等势面、低鞍点电势值和平缓的下游电势分布,有利于提高栅极系统离子通过率,抑制电子返流,减小Pits-and-Grooves腐蚀,是离子推力器工作模式的设计方向;提高束流电压会导致发散角损失增大,但可扩展栅极工作电流范围,在束流强度较大的模式下,使束流具有较好的聚焦状态,有利于减小Barrel腐蚀.研究结果为多模式离子推力器工作模式设计提供了参考.
- 陈茂林夏广庆毛根旺
- 关键词：离子推力器等离子体模拟
- 电动帆平行双导线鞘层特性与受力分析被引量：4
- 2016年
- 太阳风等离子体与偏压导线电场间的相互作用是电动帆推力器的基本工作机理.采用二维粒子模拟方法分别对垂直入射和斜入射太阳风等离子体与平行双导线间的动量传递过程开展数值模拟,对比分析了不同条件下耦合电场及偏转离子的运动轨迹及其对动量传递的影响.结果表明:偏压导线的高电势会在导线附近形成离子空洞并向下游扩展;两根导线间由于鞘层相互影响而形成离子阱结构,减速、滞止、反射部分离子;在1 kV的导线偏压和太阳风垂直入射条件下,两根帆导线受力约为30 nN/m;随着导线间距增大,离子阱中约束离子数量表现出先增大后减小的趋势,电动帆推力亦随之先增大后减小;太阳风斜入射情况研究,首次从等离子体动力学仿真出发,确定了电动帆推力受帆姿态影响,可分为沿太阳风方向的水平推力和垂直太阳风方向的升力两个分量;明确了升力与俯仰角α的关系,当电动帆导线平面顺着太阳风方向右倾时,升力小于0,而当电动帆导线平面逆着太阳风方向左倾时,升力大于0;明确了推力角θ变化趋势和范围,随俯仰角α的增大呈现出先减小后增大的非线性变化趋势,大小为-40°<θ<40°.研究结果明确了电动帆的推力矢量及其随姿态的变化,对电动帆航天器轨道动力学的优化设计提供了重要参考.
- 陈茂林夏广庆魏延明于洋孙安邦毛根旺
- 关键词：等离子体模拟
- 栅极热变形对离子推力器工作过程影响分析被引量：4
- 2015年
- 栅极热变形是影响离子推力器性能和寿命的重要因素.采用三维粒子方法对栅极系统等离子体输运过程进行模拟,对比、分析栅极热变形前后栅极系统的电子返流限制、导流系数限制、离子通过率和发散角损失.结果表明:栅极热变形增大了屏栅离子通过率和推力器推力值,并由于加速栅截止电流阈值的提高拓展了推力器工作电流区间,但电子返流阈值的明显降低对栅极系统可靠工作造成了不利影响.
- 陈茂林夏广庆徐宗琦毛根旺
- 关键词：离子推力器热变形等离子体模拟
- 微波增强肼复合式推力器喷管黏性效应分析
- 2014年
- 微波增强肼复合式推力器的喷管结构较小,其流动规律不同于常规固液火箭发动机的喷管,黏性效应对喷管内气体流动有较大影响。微波增强肼复合式推力器有着微波电加热和单元肼分解两种工作模式。研究了两种工作模式下工质气体压强和温度对黏性效应的影响。结果表明,提高压强可以降低黏性作用,使得边界层变薄,从而提升喷管性能;提高温度会增强黏性作用,使得速度损失增多,但比冲(specific impulse)仍有一定提高。对比两种工作模式,微波电加热模式下黏性效应对喷管性能的影响更强。
- 张超凡毛根旺陈茂林
- 关键词：拉瓦尔喷管FLUENT
