碳纳米管阵列推力器放电特性的数值模拟研究

作者：鹿畅; 夏广庆^*; 孙斌; 韩亚杰; 关思琦

来源：宇航学报, 2021, 42(05): 634-641.

• 电推进
• 微推进
• 碳纳米管阵列推力器
• 放电特性
• 数值模拟

基于直接蒙特卡洛(DSMC)算法、浸入式有限元算法(IFE)、粒子云及蒙特卡洛碰撞(PIC-MCC)算法以及Ammosov-Delone-Krainov(ADK)隧穿电离模型建立了碳纳米管阵列推力器工质气体和CNT场电离过程的三维仿真模型。利用文献中的实验数据对本文仿真模型的有效性进行了验证,结果表明本文仿真模型与实验结果基本一致。针对碳纳米管阵列推力器的放电特性进行了研究,并重点分析了离子与原子碰撞过程对碳纳米管阵列推力器放电特性的影响。结果表明CNT可以极大地增强局部电场,稳态时场增强因子约为1308;与原子的碰撞使得离子在CNT附近更加集中,降低了局部电场,进而降低了其场增强能力。

• 单位
  大连理工大学; 工业装备结构分析国家重点实验室; 航天学院