霍尔推力器中梯度漂移不稳定性与增强电子输运的二维混合模型
等离子体物理
2021-06-03 v2
摘要
为分析梯度漂移不稳定性（GDI）及仅由GDI引起的跨场电子输运增强，开发了轴向-方位角二维霍尔推力器放电模型。对部分电离等离子体采用混合粒子-流体模型，其中准中性等离子体中的无惯性电子流体被假定。针对电子流体模型中的电势求解器提出了一种非振荡数值方法，以避免数值不稳定性并精确分析GDI物理。对1 kW级阳极层型霍尔推力器进行了模拟，给出了含等离子体不稳定性的流场。在加速区与羽流区观察到具涡状结构的等离子体不稳定性。生成的等离子体不稳定性增强了通道出口附近及羽流区轴向的跨场电子输运。关于电子输运增强效应确认了网格收敛性，表明跨场电子输运增强基于等离子体不稳定性。此外，模拟结果与线性扰动分析的比较表明，所模拟的等离子体不稳定性反映了GDI理论。由此得出结论：该混合模型有助于GDI分析，且GDI能够增强霍尔推力器中的跨场电子输运。
引用
@article{arxiv.2105.05810,
title = {Two-dimensional hybrid model of gradient drift instability and enhanced electron transport in a Hall thruster},
author = {Rei Kawashima and Kimiya Komurasaki},
journal= {arXiv preprint arXiv:2105.05810},
year = {2021}
}
备注
15 pages, 13 figures