辽宁省科学技术计划项目(2011224007)
- 作品数：7 被引量：14H指数：2
- 相关作者：段萍周新维曹安宁覃海娟卿绍伟更多>>
- 相关机构：大连海事大学重庆大学哈尔滨工业大学更多>>
- 发文基金：辽宁省科学技术计划项目国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金更多>>
- 相关领域：理学航空宇航科学技术更多>>
- 霍尔推进器壁面材料二次电子发射及鞘层特性被引量：5
- 2014年
- 霍尔推进器放电通道等离子体与壁面相互作用形成鞘层,不同壁面材料的二次电子发射对推进器鞘层特性具有重要影响,本文针对推进器壁面鞘层区域建立二维物理模型,研究了氮化硼(BN)、碳化硅(SiC)和三氧化二铝(Al_2O_3)三种不同壁面材料的二次电子发射特性,在改进SiC材料二次电子发射模型的基础上,采用粒子模拟方法,讨论了壁面二次电子发射系数与电子温度和磁场强度的关系,研究了三种材料(BN,SiC和Al_2O_3)的鞘层特性,结果表明:修正的二次电子发射模型拟合曲线与实验曲线几乎一致;在相同电子温度下,三种材料(BN,SiC和Al_2O_3)的二次电子发射系数和壁面电子数密度依次增大,而鞘层电场和鞘层电势降依次减小,BN材料具有合适的二次电子发生射系数,使得霍尔推进器能在低电流下稳态工作。
- 段萍覃海娟周新维曹安宁刘金远卿少伟
- 壁面二次电子发射对霍尔推力器放电通道绝缘壁面双鞘特性的影响被引量：2
- 2013年
- 为进一步揭示霍尔推力器放电通道绝缘壁面鞘层的特性,利用考虑了壁面二次电子分布函数的一维稳态流体鞘层模型,研究了壁面二次电子发射对近壁双鞘特性的影响.分析结果表明,由于壁面发射的二次电子对近壁鞘层中的电子密度有增加作用,存在一个临界二次电子发射系数σdc使得:当σσdc时,鞘层为单层的正离子鞘结构;当σ>σdc时,鞘层表现为双层的正离子鞘和电子鞘相连结构,连接点对应于垂直于壁面方向上电势分布的拐点.然而,当σ进一步增大到0.999时,鞘层转变为三层的正离子鞘-电子鞘-正离子鞘交替结构.数值结果表明:随着σ的增加,电子鞘与离子鞘的连接点向远离壁面的方向移动,电子鞘的厚度逐渐增加;随着壁面出射电子能量系数a的增加,近壁区鞘层的厚度也逐渐增加.
- 卿绍伟鄂鹏段萍
- 关键词：霍尔推力器
- 霍尔推进器等离子体鞘层特性的Particle-in-Cell模拟被引量：6
- 2013年
- 霍尔(Hall)等离子体推进器鞘层特性对推进器的性能具有重要影响。针对Hall推进器鞘层区域建立物理模型,采用粒子模拟方法(PIC),通过求解泊松方程得到粒子位置产生的电场,确定边界条件,研究了不同磁感应强度和方向、不同推进工质和粒子权重对推进器鞘层电势及壁面二次电子发射系数的影响规律。结果表明:当磁感应强度为0.04T时,随着磁场方位角的增大,鞘层电势绝对值升高,壁面二次电子发射系数降低,变化量在10-3量级;磁场大小对鞘层电势及壁面二次电子发射系数影响较小;对于氩、氪和氙3种工质,鞘层电势和二次电子发射系数依次降低;而当粒子权重大于106时,等离子体鞘层振荡明显,推进器的稳定性降低。
- 段萍周新维沈鸿娟覃海娟曹安宁殷燕
- 关键词：鞘层二次电子发射磁场
- 电子温度各向异性对霍尔推力器中等离子体与壁面相互作用的影响被引量：1
- 2012年
- 为进一步揭示霍尔推力器放电通道饱和电子温度高达50—60 eV的原因,利用二维粒子模拟方法研究了霍尔推力器中电子温度各向异性对等离子体与壁面相互作用的影响,统计了等离子体与壁面相互作用的重要物理量,如电子与壁面的碰撞频率、通道电子在壁面的能量沉积及二次电子对通道电子的冷却.结果表明,当电子温度较低时,电子温度各向异性对等离子体与壁面相互作用的影响较小;当电子温度大于24 eV时,等离子体与壁面相互作用明显增强,并且电子温度各向异性会显著地降低电子与壁面的碰撞频率,减小电子在壁面的能量沉积,减弱鞘层对通道电子的冷却效应.电子温度的各向异性通过减弱通道电子与壁面的相互作用,有利于提高霍尔推力器放电通道的饱和电子温度.
- 卿绍伟鄂鹏段萍
- 关键词：霍尔推力器
- 离子速度对霍尔推力器壁面鞘层特性的影响被引量：2
- 2014年
- 为进一步探索霍尔推力器通道内等离子体鞘层的物理机制,针对霍尔推力器等离子体鞘层区域建立二维物理模型,采用二维粒子模拟方法研究了二次电子发射系数、鞘层电子数密度、鞘层电势以及电场随离子入射速度的变化规律,分析了模拟区域径向尺度大小对鞘层稳定性的影响。结果表明:壁面二次电子发射系数随离子入射速度的增大有少许增大,变化在10-3数量级;随着离子入射速度的增大,电子数密度、鞘层电势降及径向电场都减小,而轴向电场几乎不变;在相同的边界条件下,模拟区域径向尺度的增大会导致壁面电势随时间的振荡加剧,鞘层稳定性降低。
- 段萍覃海娟周新维曹安宁殷燕
- 关键词：霍尔推力器鞘层二次电子发射
- 离子速度对霍尔推力器壁面鞘层特性的影响
- 为进一步探索霍尔推力器通道内等离子体与壁面鞘层相互作用的物理机制,本文针对霍尔推力器放电通道壁面鞘层区域建立物理模型,采用二维粒子模拟方法,确定电磁场作用下粒子位置处的电场,研究了在不同离子入射速度下壁面二次电子发射系数...
- 段萍覃海娟沈鸿娟曹安宁周新维殷燕
- 关键词：霍尔推力器鞘层稳定性
- 文献传递
- 电子温度对霍尔推进器等离子体鞘层特性的影响被引量：1
- 2013年
- 采用二维粒子模拟方法研究了霍尔推进器通道中电子温度对等离子体鞘层特性的影响,讨论了不同电子温度下电子数密度、鞘层电势、电场及二次电子发射系数的变化规律.结果表明:当电子温度较低时,鞘层中电子数密度沿径向方向呈指数下降,在近壁处达到最小值,鞘层电势降和电场径向分量变化均较大,壁面电势维持一稳定值不变,鞘层稳定性好;当电子温度较高时,鞘层区内与鞘层边界处电子数密度基本相等,而在近壁面窄区域内迅速增加,壁面处达到最大值,鞘层电势变化缓慢,电势降和电场径向分量变化均较小,壁面电势近似维持等幅振荡,鞘层稳定性降低;电子温度对电场轴向分量影响较小;随电子温度的增大,壁面二次电子发射系数先增大后减少.
- 段萍曹安宁沈鸿娟周新维覃海娟刘金远卿绍伟
- 关键词：等离子体鞘层电子温度
- 正交电磁场中粒子束的质量聚焦及粒子轨迹被引量：2
- 2015年
- 正交电磁场中粒子的运动轨迹在拐点处按指数规律变化,使不同质量离子的轨迹有明显区别,由此可创建新的电磁核素分离法。从牛顿运动方程出发,基于单粒子轨道法阐述被分离核素在正交电磁场中的运动规律,重点找出轨迹的拐点。给出了多质量粒子束在正交电磁场中的质量聚焦特性,以Li离子为例,应用MATLAB模拟粒子束的运动轨迹,结果表明正交电磁场中可实现多质量束流的质量分离。总结出粒子轨迹方程的特点,为多质量束流分离结构的工程化实现提供参数。研究成果可应用到质量分离器、质谱分析仪及材料提纯等装置的研制中,同时对于特殊位形电磁场控制多质量束流等相关领域的研究亦有一定的参考价值。
- 赵海龙刘洪臣王春生张乐江滨浩
- 关键词：正交电磁场
