Сопряжение математических моделей неаксиально-симметричного ВЧ-разряда и коаксиального импульсного плазменного двигателя


Просмотр статьи
PDF, 995,2 КБ

Pairing Mathematical Models of Non-Axial Symmetric RF Discharge and Coaxial Pulsed Plasma Engine

Improved (considered not axially symmetric approach of RF discharge, take into account corresponding Fourier components of the current density of the antenna) for approximation, a mathematical model of the RF power helicon type. Developed and interfaced (with the RF source), approximate mathematical model of the coaxial magneto-plasma accelerator (with the preionization of the working substance helicon discharge), which allows you to estimate the transformation of one form of energy into another, as well as to evaluate the level of contribution of different types of energy, the increase in mass of the accelerated plasmoid on the process of changing speed.

RF discharge of low pressure, helicon discharge, coaxial magneto-plasma accelerator, a mathematical model, ionization, non-uniform electric and magnetic fields


Том 16, выпуск 1, 2015 год



Усовершенствована (рассматривается неаксиально-симметричное приближение ВЧ-разряда, учтены соответствующие фурье компоненты плотности тока антенны) при-ближенная математическая модель ВЧ-источника геликонного типа. Разработана и сопряжена (с ВЧ-источником) приближенная математическая модель коаксиального магнитоплазменного ускорителя (с предионизацией рабочего вещества геликонным разрядом), которая позволяет выполнить оценку трансформации одного вида энергии в другой, а также оценить уровень вклада различных видов энергии, увеличение массы ускоряемого плазменного сгустка на процесс изменения скорости.

ВЧ-разряд низкого давления, геликонный разряд, коаксиальный магнитоплазменный ускоритель, математическая модель, ионизация, неоднородные электрические и магнитные поля.


Том 16, выпуск 1, 2015 год



1. Гинзбург ВЛ., Рухадзе А.А. Волны в магнитоактивной плазме. М.: Наука, 1975. 254 с.
2. Александров А.Ф., Богданкевич Л.С, Рухадзе А.А. Основы электродинамики плазмы. М.: Высшая школа, 1988. 423 с.
3. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. Лифшиц Е.М., Питаевский Л.П. Физическая кинетика. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1979. 528 с.
4. Кралькина Е.А. Особенности энерговклада в пространственно ограниченные ВЧ индуктивные источники плазмы низкого давления // Диссертация на соискание ученой степени доктора физико-математических наук. М.: МГУ им. М.В. Ломоносова, 2008. 301 с.
5. Кузенов В.В. Разработка оценочной физико-математической модели ВЧ-разряда геликонного типа //Физико-химическая кинетика в газовой динамике. T.15, вып.6. 15c. http://chemphys.edu.ru/issues/2014-15-6/articles/258/
6. Кузенов В.В. Приближенная математическая модель ВЧ-разряда и коаксиального импульсного плазменного двигателя // Актуальные проблемы российской космонавтики. Труды XXXIX академических чтений по космонавтике: Тез. докл. Москва, 2730 января 2015. C.122123.
7. Кузенов В.В., Рыжков С.В. Отдельные элементы физико-математической модели геликонного разряда // Прикладная физика. 2015. № 2. С. 3744.
8. Кузенов В.В., Рыжков С.В., Фролко П.А., Шумаев В.В. Математическая модель импульсного плазменного двигателя с предионизацией геликонным разрядом // Электронный журнал «Труды МАИ». Выпуск № 82. 2015. http://www.mai.ru/upload/iblock/24a/kuzenov-ryzhkov-shumaev-frolko_rus.pdf
9. Kuzenov V.V., Frolko P.A. Approximate Model of the Coaxial Pulsed Plasma Thruster // 5th International Workshop on Computer Science and Engineering: Information Processing and Control Engineering, WCSE 2015-IPCE. 2015. P. 4853.
10. Kuzenov V.V., Polozova T.N., Ryzhkov S.V. Numerical simulation of pulsed plasma thruster with a preionization helicon discharge // Problems of Atomic Science and Technology. 2015. № 4 (98). P. 4952.
11. Light M., Chen F.F. Helicon wave excitation with helical antennas // Phys. Plasmas. 1995. V. 2. P. 10841093.
12. Сторожев Д.А., Суржиков С.Т., Куратов С.Е. Анализ кинетических процессов в тлеющем разряде в молекулярном водороде // Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2014. T. 15, вып. 6. 21c. http://chemphys.edu.ru/issues/2014-15-6/articles/267/
13. Цаглов А.И., Лоян А.В., Кошелев Н.Н., Рыбалов О.П. Результаты испытаний безэлектродного электрореактивного двигателя малой мощности с ВЧ ионизацией РТ // Авиационно-космическая техника и технология. 2012. № 8. С. 212217.
14. Shinohara S., Tanikawa T., Hada T. et al. High-density helicon plasma sources: basics and application to electrodeless electric propulsion // Fusion Science and Technology. 2013. Vol. 63 (1T). P. 164167.
15. Chen F.F. The low-field density peak in helicon discharges // Phys. Plasmas. 2003. V. 10. P. 25862592.
16. Shabshelowitz A., Gallimore A.D., Peterson P.Y. Performance of a helicon Hall thruster operating with Xenon, Argon, and Nitrogen // Journal of Propulsion and Power. 2014. Vol. 30. P. 664671.
17. Сивков А.А., Исаев Ю.Н., Васильева О.В., Купцов А.М. Математическое моделирование коаксиального магнитоплазменного ускорителя // Известия Томского политехнического университета. 2010. Т. 317. № 4. URL: http://www.lib.tpu.ru/fulltext/v/Bulletin_TPU/2010/v317/i4/16.pdf.
18. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Электродинамика сплошных сред. М.: Наука, 1992. 661 c.
19. Жуков Б.Г., Резников Б.И., Куракин Р.О., Розов С.И. Влияние плотности газа на движение свободного плазменного поршня в канале рельсотрона // ЖТФ. 2007. Т. 77, вып. 7. С. 4349.
20. Дьяков Б.Б., Резников Б.И. Абляция электродов при электродинамическом ускорении // ЖТФ. 1989. Т. 59, вып. 6. С. 148150.
21. Калантаров П.Л., Цейтлин Л.А. Расчет индуктивностей: Справочная книга. 3-е изд., перераб. и доп. Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд., 1986. 488 с.
22. Кралькина Е.А. Индуктивный высокочастотный разряд низкого давления и возможности оптимизации источников плазмы на его основе // УФН. 2008. Т. 178. С. 519–540.
23. Kuzenov V.V., Ryzhkov S.V. Numerical modeling of magnetized plasma compressed by the laser beam: and plasma jets // Problems of Atomic Science and Technology. 2013. № 1 (83). P. 1214.
24. Железнякова A.Л., Кузенов В.B., Петрусев AC., Суржиков СТ. Расчет аэротермодинамики двух типов моделей спускаемых космических аппаратов // Физико-химическая кинетика в газовой динамике 2010. Том 9. 6c. http://chemphys.edu.ru/issues/2010-9/articles/144/
25. Глушко Г.С., Иванов Н.Э., Крюков ИА. Моделирование турбулентности в сверхзвуковых струйных течениях // Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2010. Том 9. 8c. http://chemphys.edu.ru/issues/2010-9/articles/142/
26. Суржиков С.Т. Перспективы многоуровневого подхода к задачам компьютерной аэрофизики // Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2008. Том 7. 9c. http://chemphys.edu.ru/issues/2008-7/articles/435/
27. Днкалюк А.С., Суржиков С.Т. Сравнение прогонки четвертого и второго порядков точности на примере задачи, имеющей аналитическое решение // Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2010. Том 9. 5c. http://chemphys.edu.ru/issues/2010-9/articles/156/
28. Котов M.A., Рулева Л.Б., Козлов П.В., Суржиков С.Т. Предварительные экспериментальные исследования обтекания моделей в гиперзвуковой ударной аэродинамической трубе // Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2013. Т.14, вып. 2. 6c. http://chemphys.edu.ru/issues/2013-14-2/articles/394/