Компьютерное моделирование плазмодинамических процессов импульсных струй капиллярного разряда

Авторы

Кузенов В. В.^*, Рыжков С. В.^**, Скороход Е. П.^***

Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана, 2-я Бауманская ул., 5, стр. 1, Москва, 105005, Россия

*e-mail: kuzenov@ipmnet.ru
**e-mail: svryzhkov@gmail.com
***e-mail: e.p.skorohod@mail.ru

Аннотация

Проведены расчёты импульсных струй, вытекающих из расположенных рядом каналов сильноточного капиллярного разряда. Численная реализация плазмодинамической задачи как и в случае модели недорасщиренной струи, истекающей из одного канала сильноточного разряда, основана на неортогональных структурированных сетках с использованием схем расщепления по физическим процессам и направлениям. Представлены пространственное распределение температуры и давления импульсных струй нескольких каналов капиллярного разряда на моменты времени: t = 18,5 мкс; t = 41,6 мкс.; t = 94,6 мкс. Проведены расчёты импульсных струй с учётом дополнительного магнитного поля. Наиболее заметное влияние магнитное давление оказывает на нагретую осевую часть импульсной струи (T > 20 кК).

Ключевые слова

плазменные двигатели, радиационная плазмодинамика, плазменная струя капиллярного разряда, компьютерная система ASTEROID

Библиографический список

1. Кузенов В.В., Рыжков С.В., Гаврилова А.Ю., Скороход Е.П. Компьютерное моделирование плазмодинамических процессов факела капиллярного разряда // Электронный журнал «Труды МАИ», 2015, выпуск № 83: http://www.mai.ru/science/trudy/published.php?ID=61818 (дота публикации 05 10. 2015).

2. Черкасова М.В. Моделирование течения плазмы и теплообмена в многоканальных полых катодах // Тез. докл. XV Межд. конф. по вычислительной механике и современным прикладным программным системам (ВМСППС—2007). Алушта, 2007. С. 505.

3. De Tata M., Albertony R., Rossetti P., Paganucci F., Cherkasova M., Obukhov V. 32th Int. Electric Propulsion Conf. Germany, 2011. 108 p.

4. M. Cherkasova, V. Obukhov, V. Riaby, S. Semenikhin, M. De Tata, R. Albertony, P. Rossetti, F. Paganucci, M. Andrenucci Numerical model for 100-kW class hollow cathodes/ SP2010_1841635, Space Propulsion 2010, 3-6 May, San Sebastian, Spain.

5. Vaulin E.P., Kirushkina M.V., Obukhov V.A., Scortecci F. Mathematical modeling of arc hollow cathodes // Proceedings of the 32nd Joint Propulsion Conf., USA, 1996 // AIAA paper. 1996. № 96, 3184 p.

6. R. Albertoni, M. Andrenucci, M. Cherkasova, V. Obukhov , F. Paganucci, P. Rossetti, M. De Tata Experimental study of a Multichannel Hollow Cathode for High Power MPD Thrusters // JPC-2011-1027660, 10 p.

7. Бишаев А.М. Численное моделирование струи слабо ионизированного газа, выходящего из кольцевого отверстия // Вычислительная математика и математическая физика. 1993. Т.33. № 7. С. 109-118.

8. Камруков А.С., Козлов Н.П. Самоорганизация коллектива плазменных струй в тороидальный моновихрь. Тезисы доладов XXVIII Звенигородской конференции по физике и УТС. 2001,Звенигород, С.230-231.

9. Камруков А.С., Козлов Н.П. Плазменно-вихревые источники оптического излучения с высокой эффективностью преобразования запасённой энергии. // Сб. научных трудов «IX Международный симпозиум по радиационной плзмодинамике» — Москва, НИЦ "Инженер«.2012. С. 89-97.

10. Важенин Н. А. Имитационное моделирование электромагнитного излучения стационарных плазменных двигателей // Электронный журнал «Труды МАИ», 2013, выпуск № 69: http://www.mai.ru/science/trudy/published.php?ID=43329 (дата публикации 10.10.2013).

11. Авраменко Р.Ф., Николаева В.И., Поскачеева Л.П. Энергоёмкие плазменные образования, инициируемые эрозионным разрядом // Сборник статей. Шаровая молния в лаборатории. — М.: Химия, 1994, С.15-55.

12. Зельдович Я.Б., Райзер Ю.П. Физика ударных волн и высокотемпературных явлений гидродинамических явлений. — М.: Наука, 1966. — 688 c.

13. Овсянников Л.В. Лекции по основам газовой динамики. — М.-Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2003. — 335 с.

14. Дулов В.Г., Лукьянов Г.А. Газодинамика процессов истечения. — Новосибирск: Наука, 1984. — 235 с.

Скачать статью