离子迁移率对高超声速流动中电子密度与温度的影响

本研究首次全面分析了离子迁移率如何影响高超声速流动中的电子密度和温度。我们比较了两种离子迁移率模型：一种源自 Gupta-Yos 交叉截面，另一种源自 swarm drift velocity 实验。离子迁移率模型显著改变高超声速waverider周围的等离子体密度，在低动压和高马赫数条件下观察到密度增加超过两倍。这部分程度由于电子通过表面催化损失导致，其中取决于随离子迁移率变化的两性扩散比例。我们还推导了新的比例定律，突出了电子冷却对离子迁移率强烈依赖的特征，既在准中性区域内，也在非中性等离子体鞘中如此。电子冷却影响等离子体中的电子温度，导致离子迁移率对等离子体bulk温度以前所未有的影响。此后者通过受温度影响的电子-离子复合速率影响等离子体密度。准确地建模离子迁移率对于预测高超声速等离子体行为至关重要，这对优化磁流体动力学技术以及减轻或利用电磁波与等离子体相互作用具有重要意义。