SPT壁面鞘层的数值模拟及鞘层对发动机特性的影响

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为了研究稳态等离子体发动机(SPT)通道壁面附近的鞘层形态及其对发动机特性的影响,本文基于无碰撞、非磁化假设,在考虑绝缘通道壁面二次电子发射的基础上建立了鞘层的一维动力学模型,并针对稳态和动态情况分别进行了数值求解。在求解鞘层的一维稳态模型时,通过对电子在相空间中的运动轨迹分析,将描述鞘层的偏微分方程组转化为一关于鞘层电势的非线性常微分方程的两点边值问题。而在求解鞘层的一维动态模型时,在相空间上将分布函数离散,采用时间分裂格式结合三次样条插值,进行了时间推进求解。在对鞘层研究的基础上,利用单粒子轨道理论结合蒙特卡罗仿真方法研究了鞘层对近壁电导的影响,分别建立了单平板壁面和环形通道壁面下的近壁电导仿真模型,仿真结果表明,鞘层对近壁传导会产生重要影响。
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