离子推力器羽流热效应仿真分析

作者：张建华^*; 李晶华; 尤凤仪; 郑鸿儒

来源：北京航空航天大学学报, 2018, 44(10): 2028-2034.

DOI：10.13700/j.bh.1001-5965.2017.0802

• 电推进
• 羽流
• 热效应
• PIC-DSMC方法
• 数值模拟

离子推力器工作时向外喷出的羽流与航天器表面碰撞,会引起敏感材料热变形等热效应,严重时会导致航天任务失败。针对兰州空间技术物理研究所研制的LIPS-200型离子推力器羽流热效应进行了仿真分析。仿真中,使用粒子网格(PIC)方法处理等离子体运动,使用直接模拟蒙特卡罗(DSMC)方法处理粒子间碰撞,使用Maxwell模型处理粒子与壁面的能量交换,对电推进羽流热效应测量中的部分测点进行了数值模拟。结果表明,仿真结果与实验数据符合较好,离子推力器出口轴线上滞止热流仿真值与实验测量值误差小于17.0%。此外,热流计对流场的影响主要集中在热流计附近0.1 m范围内,对整体流场影响较小。

• 单位
  北京航空航天大学