3D PIC 研究磁场对 Hall 推力器电子漂移不稳定的影响
等离子体物理
2026-05-26 v1
摘要
为充分表征控制 Hall 推力器中电子传输的关键现象——电子漂移不稳定，必须进行大规模三维（3D）粒子-in-cell（PIC）模拟，因为该不稳定本身具有 3D 特征。虽然已有针对该不稳定的 3D PIC 研究，但其设置仍过于简化，以减轻计算负担，常常采用分析近似来处理离子化和磁场。值得注意的是，这些模型通常假设纯径向磁场，与实际推力器配置有显著偏差。本文首次进行包含真实磁场（具有径向和轴向分量）的 3D PIC 研究，联合采用蒙特卡罗碰撞模型处理离子化以及自洽流体求解器计算中性气体密度。这些进展使我们能够系统性地探讨磁场对电子漂移不稳定的影响。结果表明，磁场的空间配置和强度对不稳定动力学具有深远影响。
引用
@article{arxiv.2504.14144,
title = {3D PIC Study of Magnetic Field Effects on Hall Thruster Electron Drift Instability},
author = {KunPeng Zhong and Demai Zeng and Yinjian Zhao and Daren Yu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.14144},
year = {2026}
}