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国家自然科学基金(10805004)

作品数:11 被引量:20H指数:3
相关作者:任军学汤海滨仇钎钟凌伟刘宇更多>>
相关机构:北京航空航天大学中国科学院兰州物理研究所兰州空间技术物理研究所更多>>
发文基金:国家自然科学基金真空低温技术与物理国家级重点实验室基金中国博士后科学基金更多>>
相关领域:航空宇航科学技术自动化与计算机技术理学更多>>

文献类型

  • 11篇期刊文章
  • 1篇会议论文

领域

  • 11篇航空宇航科学...
  • 1篇自动化与计算...
  • 1篇理学

主题

  • 8篇离子发动机
  • 2篇数值模拟
  • 2篇图形处理器
  • 2篇处理器
  • 2篇值模拟
  • 1篇电池
  • 1篇电荷交换
  • 1篇电推进
  • 1篇英文
  • 1篇羽流
  • 1篇栅极
  • 1篇三维模拟
  • 1篇束流
  • 1篇太阳电池
  • 1篇推力
  • 1篇推力器
  • 1篇离子
  • 1篇离子对
  • 1篇离子推力器
  • 1篇多重网格

机构

  • 9篇北京航空航天...
  • 4篇中国科学院兰...
  • 1篇北京理工大学
  • 1篇西安航天动力...
  • 1篇兰州空间技术...

作者

  • 8篇任军学
  • 7篇汤海滨
  • 4篇刘宇
  • 4篇钟凌伟
  • 4篇仇钎
  • 3篇李娟
  • 2篇王海兴
  • 2篇温正
  • 2篇顾左
  • 1篇江豪成
  • 1篇谢侃
  • 1篇张晓光

传媒

  • 4篇航空动力学报
  • 3篇Plasma...
  • 2篇强激光与粒子...
  • 1篇推进技术
  • 1篇科学技术与工...

年份

  • 1篇2015
  • 1篇2014
  • 3篇2013
  • 2篇2011
  • 2篇2010
  • 3篇2009
11 条 记 录,以下是 1-10
排序方式:
电荷交换离子对栅极系统束流影响的数值研究被引量:6
2009年
采用二维网格质点法(PIC)计算离子在离子发动机栅极系统中的运动,通过在模型中添加离子和中性粒子电荷交换的Monte Carlo碰撞模块,得到了电荷交换离子在栅极周围的分布及电荷交换离子的运动规律.计算结果表明:考虑电荷交换离子后,屏栅极电流较不考虑电荷交换离子情况时增大了1.42%,所受影响不大,加速栅极电流由0增大到主束流电流的1.41%.模拟结果表明:加速栅极下游较远处产生的电荷交换离子,是造成加速栅极下游面腐蚀及加速栅极电流的主要原因.
钟凌伟刘宇王海兴汤海滨任军学
关键词:离子发动机
离子发动机沉积污染对太阳电池性能影响
<正>离子发动机溅射产物沉积在太阳帆板上将对会降低太阳帆板输出功率。采用点源模型和经验公式分析了离子发动机羽流中引起污染的几种主要成分的分布规律以及在卫
任军学汤海滨顾佐钟凌伟仇钎
关键词:离子发动机太阳电池
文献传递
离子发动机栅极系统电子回流数值模拟
2009年
以离子发动机栅极系统为研究对象,基于网格质点法(PIC),建立了二维数值计算模型.利用模型能够较好地模拟离子在栅极系统中的运动,得到栅极系统周围的电势分布以及离子和电子的密度分布等.进一步的计算结果表明,在几何参数一定的条件下,加速栅极电压以及加速栅极孔径对加速栅极下游的电子密度分布有重要的影响.选取合适的加速栅极电压和孔半径,可以阻止电子回流的产生,使离子发动机获得较佳的性能.
钟凌伟刘宇顾左李娟江豪成王海兴汤海滨
关键词:离子发动机
放电室长径比与磁体间距对离子推力器原初电子约束性能的影响(英文)被引量:1
2015年
电子约束效率为反映环尖型离子推力器放电性能的重要参数之一,一般采用原初电子的平均约束长度来表征。对于离子推力器,放电室长径比与磁体间距会影响磁场分布,进而影响电子约束效率。放电室长径比与磁体间距的最佳状况是原初电子在放电室中保持尽量长的时间。以二维轴对称的离子推力器放电室为几何模型,发展了计算原初电子运动情况的代码。通过求解Maxwell方程和电子运动方程得到磁场和电子的运动轨迹,从而得到原初电子的平均约束长度。对放电室长径比与磁体间距对原初电子约束性能的影响进行了参数化研究,总结了只考虑原初电子约束时放电室长径比与磁体间距的选取原则。
张晓光任军学汤海滨
关键词:离子推力器
Analysis of the Anomalous Phenomenon in the Retarding Potential Analyzer Measurements
2014年
An anomalous phenomenon was observed in the retarding potential analyzer (RPA) measurements of the energy of the ion beam from an 8 cm argon ion source. The current-voltage (Ⅰ- Ⅴ) curve, which should theoretically descend, went up as the ion retarding potential was increased. Various explanations, such as the Townsend discharge theory and secondary electron emission etc. were proposed but denied by the theory application condition or the experiment results. An angle of about -10° was found between the axes of the ion beam and the RPA according to the contours of the ion beam density and direction. The particle simulation and experiment of the sum of the collector and wall current were conducted at different incident ion angles. The trends of the Ⅰ- Ⅴ curve in simulation results conformed with the experimental results in most cases. The ion trajectories were simulated at different retarding potentials with an incident angle of -10°. According :to these results, the reason for the anomalous phenomenon is that when there is a specific angle between the axes of the ion beam and the RPA, more ions are repelled from the vicinity of the ion retarding grid to avoid striking on the grid as the ion retarding potential increases. These redundant ions reach the plate and thus lead to the formation of an ascending Ⅰ- Ⅴ curve.
任军学John L.POLANSKYJoseph WANG
关键词:EXPERIMENT
Three Dimensional Simulation of Ion Thruster Plume-Spacecraft Interaction Based on a Graphic Processor Unit被引量:1
2013年
Based on the three-dimensional particle-in-cell (PIC) method and Compute Unified Device Architecture (CUDA), a parallel particle simulation code combined with a graphic processor unit (GPU) has been developed for the simulation of charge-exchange (CEX) xenon ions in the plume of an ion thruster. Using the proposed technique, the potential and CEX plasma distribution are calculated for the ion thruster plume surrounding the DS1 spacecraft at different thrust levels. The simulation results are in good agreement with measured CEX ion parameters reported in literature, and the CPU's results are equal to a CPU's. Compared with a single CPU Intel Core 2 E6300, 16-processor GPU NVIDIA GeForce 9400 GT indicates a speedup factor of 3.6 when the total macro particle number is 1.1 × 10^6. The simulation results also reveal how the back flow CEX plasma affects the spacecraft floating potential, which indicates that the plume of the ion thruster is indeed able to alleviate the extreme negative floating potentials of spacecraft in geosynchronous orbit.
任军学李娟谢侃田华兵仇钎汤海滨
关键词:PLUME
离子发动机羽流特性的数值模拟被引量:5
2013年
离子发动机羽流中产生的交换电荷(CEX)离子返流会影响航天器的正常工作.建立离子发动机羽流模型,采用单元内粒子方法(PIC)对羽流场进行数值模拟计算.结合DS-1探测器飞行实验的测量结果,分析了卫星电势、电子温度、卫星几何尺寸、推力器工作特性等对相关因素对CEX离子返流特性的影响.结果表明:从推力器出口附近到卫星背面,CEX离子密度为108~1012 m-3.当卫星电势从-15V变化到27V,测量点位置处CEX离子密度从0.65×1012 m-3变化到1.5×1012 m-3.羽流中CEX离子密度和电势结构随电子温度变化不大,但电势大小随电子温度成比例地变化.同一位置处不同工况下CEX离子的密度可根据CEX离子生成率与工作点参数间的关系式准确地估计.卫星安装推力器的表面起着对CEX离子返流屏蔽和降低的作用.
任军学顾左郭宁仇钎汤海滨
关键词:离子发动机羽流数值模拟
离子发动机栅极系统中束流离子的三维模拟被引量:6
2010年
应用网格质点法,对离子发动机栅极系统进行了三维数值模拟.模拟得到了离子发动机栅极系统中的电场分布、离子运动轨迹、离子在计算域内的空间分布和相空间分布等.计算结果表明,屏栅的离子透明度为69.3%,大于其物理透明度67.1%,加速栅的离子透明度为100%,远大于其物理透明度31.1%,说明所选模拟工况参数合理.模拟结果可以为离子发动机栅极的初步设计提供理论参考.
钟凌伟刘宇任军学仇钎
关键词:电推进离子发动机
离子发动机交换电荷离子返流的粒子模拟被引量:2
2011年
建立了离子发动机羽流的物理模型,采用粒子网格对羽流中的交换电荷离子的分布进行了模拟,电场方程使用完全近似格式的代数多重网格方法求解。利用计算设备统一架构技术开发出一套基于图形处理器的3维并行粒子模拟程序。计算结果表明,交换电荷离子在径向扩张型电势结构下会向束流区外运动,一部分交换离子在电场力作用下会向发动机上游运动,从而形成返流。发动机上游区域的交换电荷数密度与束流等离子体数密度相比降低了3~4个数量级。通过降低电子温度可有效降低返流电流。
任军学李娟仇钎汤海滨温正
关键词:离子发动机返流图形处理器
图形处理器并行计算用于离子发动机粒子模拟被引量:1
2011年
为了研究离子发动机羽流对航天器的影响,采用质点网格-蒙特卡罗碰撞方法对离子发动机羽流中的交换电荷离子进行了模拟。利用计算设备统一架构技术,开发出一套基于图形处理器的并行粒子模拟程序。随机数生成采用并行MT19937伪随机数生成器算法,电场方程使用完全近似存储格式的代数多重网格法求解。r-z轴对称坐标系中,在z=0 m处获得的电流密度均值为4.5×10^-5A/m^2,图形处理器所得结果与中央处理器模拟结果吻合。在16核心的NVIDIA GeForce 9400 GT图形显示卡上,取得相对于Intel Core 2 E6300中央处理器4.5-10.0倍的加速比。
仇钎刘宇任军学汤海滨钟凌伟温正李娟
关键词:离子发动机多重网格图形处理器并行计算
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